KR102426369B1 - 전용 rfid 태그를 사용하여 타이어 제조 중에 자동화된 품질 관리를 유지하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

타이어 제조의 가혹한 공정 및 온도에 동시에 구성되는 동안 타이어 제조를 쉽게 추적하고 결함 소스(들)을 식별할 수 있는 다양한 타이어 제조 요소(예컨대, 금형 세그먼트, 금형 컨테이너, 블래더 플레이트, 타이어 프레스, 및 압출 다이) 내에 통합된 복수의 전용 RFID 태그를 활용하는 자동화 시스템 및 방법이 본 명세서에 개시된다.

Description

전용 RFID 태그를 사용하여 타이어 제조 중에 자동화된 품질 관리를 유지하기 위한 시스템 및 방법
본 명세서의 개시는 일반적으로 RFID 태그 및 타이어 제조 분야에 관한 것으로서, 보다 특히 타이어 금형(tire molds), 슈(shoes) 및/또는 세그먼트(segments), 타이어 프레스(들)(tire press(es)), 블래더(들)(bladder(s)) 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는, 다양한 타이어 제조 요소(tire manufacturing components)의 내부 및/또는 모든 타이어 제조 요소의 내부에 배치된 전용 RFID 태그(specialized RFID tags)를 사용하여 타이어 제조 중에 품질 관리를 전자적으로(electronically) 추적 및 유지하고 결함 소스(defect sources)를 정확하고 효율적으로 식별하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 타이어 품질의 35 %는 타이어 제조 중에 타이어 금형, 블래더, 프레스 및 이러한 생산 도구(production tooling)의 내부 또는 주변의 개별 부품에 의존하고 있다. 각각의 경우에, 중요한 도구 요소(금형 세그먼트)를 추적 및 연관시키고, 캐리어(예컨대, 금형 컨테이너) 및 개별 프레스 내부의 캐리어, 프레스 라인 내부의 프레스 및 생산된 개별 타이어(들)과 잠재적으로 개별 프레스 작업자(들)과 관련된 전반적인 용도 내에서 요소의 순서를 계산(또는 확인)할 필요가 있다.
현재, 이들 요소를 식별하고 시퀀스(들)을 계산하여 프레스에 결합하는 유일한 방법은 강철 또는 알루미늄 요소 및/또는 컨테이너에 포함된 각인된 번호(engraved numbers)를 사용하고 수작업으로 문서를 작성하는 것이다. 이러한 방법은 어느정도 실행 가능하지만 타이어 제조 중에 사용되는 금형(들), 블래더(들) 및 프레스(들)은 열악한 환경(들)(즉, 광범위한 온도 변화(0 ℃에서 300 ℃까지), 초음파 세척(30) 및 레이저 클리닝(40) 조건(각각 도 2a 및 2b에 도시됨), 샌드 블라스팅, 용접 및 pH의 광범위한 변화)에 노출되며, 결과적으로 각인된 번호는 시간이 지남에 따라 마모되고, 희미해지고, 더러워지고, 손상되고, 불가능하지 않지만 판독하기가 어려워진다.
도 1a, 1b, 1c 및 1d는 타이어 제조 중에 프레스 및 금형 품질을 식별하는 데 사용되는 현재 방법, 요소 및 수작업의 예시적인 묘사를 제공한다. 도 1a - 도 1d에 도시한 바와 같이. 타이어 생산 업체는 서류(2)와 각인된 번호 및 주변 장치(3)를 사용하여 다른 요소를 수동으로 식별하고 연결하기 위해 시도한다. - 이러한 기술은 종종 신뢰할 수 없는 수동적인, 서류-기반 작업을 과도하게 의지하고 필요로 한다. 예컨대, 타이어 제조 환경은 수동형 서류 작업 시스템(manual paperwork systems)에 적합하지 않으며, 서류가 종종 분실되고 및/또는 서로 혼합되고 일치하며 다양한 제조 요소가 떨어져 환경때문에 더 이상 판독할 수 없다. 또한, 타이어 금형은 타이어 제조 중에 종종 분해되고 재조립된다. 타이어 금형을 분해하고 재조립할 때, 예컨대, 유지를 위해 한 금형의 부품을 다른 금형의 부품과 쉽게 혼합할 수 있다(동일한 유형의 타이어를 생산하는 데 사용됨). 이러한 금형 부품의 혼합 및 일치는 대부분의 경우, 금형 데이터(관리 시스템)와 실제 금형 자체 사이에 더 이상 관계가 없는 상황으로 이어지며, 이는 타이어 제조 및 종합적인 타이어 품질 중에 품질 관리에 더 직접적인 영향을 준다.
현재의 방법, 요소 및 수작업으로 타이어 제조 중에 결함을 식별하고 어떤 형태의 품질 관리를 유지하지만, 현재 모든 새 타이어의 6 - 10 %가 최종 품질 검사를 실패하고 이후 폐기 및/또는 새로운 타이어 제조를 위해 재활용된다. 이러한 품질 불량(quality rejections)의 가장 큰 원인은 금형, 블래더 및 프레스와 같은 타이어를 성형하고 경화하는 데 사용하는 공정 및 도구와 관련이 있다. 분명히, 생산 후 불량 타이어를 식별하고, 이러한 불량품에 책임이 있는 금형/프레스/블래더를 식별하고, 결함 및/또는 부적합한 제품의 제조를 방지하기 위한 시스템 검사를 이상적으로 가지기 위한 정확한 순간(또는 그 직후)이 필요하다. 그러나 종래의 방법과 공정을 사용하여 이러한 결함을 식별할 때 타이어 생산 업체는 현재 어떤 프레스, 금형, 블래더가 고장의 원인인지 조사하고 식별하기 위해 여러 프레스를 중단하는데, 이는 종합적인 타이어 생산의 비효율성을 초래한다.
위에서 언급한 타이어 제조 문제 외에도 수년에 걸쳐 타이어 소비자들은 훨씬 더 정통하고 환경 친화적이며 생산 공정의 투명성(transparency)/추적 가능성(traceability)을 요구하고 있어 보다 효율적이고 환경 친화적인 방식으로 타이어를 생산해야 한다는 요구가 발생했으며 동시에 더 높은 전체 품질을 가진다. 위의 내용 외에, 고속도로에 전기 자동차가 점점 더 많아지면 전기 자동차가 더 무겁고 강력하며 타이어에 대한 더 극단적인 디자인 및 성능 요구사항을 새로 생성하기 때문에 타이어 산업은 더 안전한 타이어를 만들도록 더 독촉할 것이다.
상술한 바와 같이, 타이어 시장은 모든 공정 내에서 각 요소를 식별하는 신뢰할 수있는 자동화 솔루션(들)뿐만 아니라 타이어 금형을 식별하고 자동으로 생산 중에 금형 세그먼트(및/또는 내부에서 발생하는 오류/결함)를 결합하여 제조 및 복합적인 타이어 생산 중에 동시에 그리고 유리하게 타이어 품질을 증가시키는 방법에 대한 요구를 가진다.
본 발명의 목적은 타이어 제조(및 서비스, 유지 및/또는 수리) 중에 각 타이어 제조 요소를 신뢰성있게 식별하기 위한 전용 RFID 태그를 사용하는 자동화된 시스템 및 방법을 제공함으로써 타이어 제조/생산을 증가시키는 동시에 전술한 현장 내의 단점을 추가로 해결하는 것이다. 본 주제는 타이어를 경화하는 환경(environment of curing tires) 내에서 모든 극한의 가혹한 공정을 지원하도록 특별히 설계된 RFID 태그 제품군(family of RFID tags)을 기반으로 하는 RFID 응용 분야에 관한 것입니다. 특별히 설계된 RFID 태그는 금형 세그먼트(mold segments), 금형 컨테이너(mold container), 블래더 플레이트(bladder plates), 타이어 프레스(tire presses), 압출 다이(extrusion dies) 및 타이어 제조에 사용되는 다른 유사한 도구 및 기계의 금속 표면 (및 내부)에 구성되고 직접 적용된다.
태그는 금속(예컨대, 금속 타이어 금형) 상 및/또는 내부에 직접 설치될 때 최적의 성능과 작동을 위해 설계되었다. 태그는 또한 시간이 지남에 따라 열, 가혹한 화학 물질(harsh chemicals), 드라이 아이스(dry ice), 복사열(radiation) 및/또는 습도(humidity)에 장기적이고 순환하는 노출(prolonged and cycling exposure)에 드러나는 가혹한 타이어 성형 환경(harsh environment of tire molding)에서 작동하도록 설계되었다.
이러한 태그를 설치하는데 사용되는 방법과 재료는 개별 태그가 개별 사용 사례 요구 사항(individual use case requirement)을 충족하도록 보장하기 위해 특별히 제작되었으며, 설치는 환경 요구 사항을 충족하고 광범위한 타이어 제조 공정(공구 서비스 및 설치, 세척, 정상 작동 등)을 준수한다.
또한 이러한 솔루션은 개별 도구 및 요소를 식별하고, 논리 계층 또는 연관성을 생성하고, 도구를 서로 연결하고, 제조 공정, 재료 및 사람에 연결하며, 궁극적으로 이러한 도구를 이용하여 제조된 각 개별 타이어에 연결하며, 이에 대한 점검 및 검증을 수행할 수 있는 방법을 포함한다. 다음으로, 이러한 솔루션은 "공구 데이터(tool data)"가 개별 타이어에 연결될 수 있도록 설계되었다. 예컨대, 타이어가 고속도로에서 결함을 직접적으로 보여주는 경우 모든 데이터를 분석할 수 있다. 또한, 많은 회사가 생산 공정을 더 잘 제어하기 위해 노력한다. 예측 모델로 변환되는 "빅 데이터"를 수집할 경우, 이러한 실패가 나타나기 전에 공정 실패를 예측하는 데 도움이 될 것이다. 결과적으로 이것은 개별 타이어를 식별하고 제조 공정을 통해 이를 추적하여 작업자(operator), 프레스, 금형, 원자재(raw materials) 및 관련 공정에 사용된 다른 도구를 프레스(press)하는 능력으로 이어진다.
특정 양태에서 특히 중요한 것은 물리적 RFID 태그 자체의 설계이다; 본 명세서에서 논의된 요구 사항을 충족하기 위한 RFID 안테나의 설계; 타이어의 제조 산업, 특히 타이어 경화 영역 내에서 가혹한 환경을 견디기 위해 RFID 태그의 재료의 사용; 및/또는 타이어 제조 요소(세그먼트, 블래더, 프레스 등.) 내부 및/또는 상의 태그의 내장 및/또는 컨테이너.
개시된 것은, (a) 타이어 금형의 표면 리세스에 또는 내부에 부착되도록 구성되고 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디기 위해 구성된 수동형 RFID 장착 금형 태그(리세스는 타이어 금형 비드 링(tire mold bead ring), 타이어 금형 세그먼트(tire mold segment)/슈(shoe), 타이어 금형 블래더(tire mold bladder)/ 블래더 요소 플레이트(bladder component plate) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 타이어 금형 및/또는 타이어 금형 요소의 외부 표면 상에 형성될 수 있고, 외부 표면은 가황 동안 타이어를 성형하지 않는 금형의 일부를 포함할 수 있거나 외부 표면은 가황 동안 타이어를 미리 결정된 형태로 성형하는 금형의 일부를 포함 할 수 있음) 및 (b) 수동형 RFID 장착 금형 태그를 타이어 금형의 표면 리세스에 또는 내부에 영구적으로 부착하도록 구성된 에폭시 또는 실리콘 기반 재료로서, 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디기 위해 구성된 에폭시 또는 실리콘 기반 재료를 포함하는 키트(kit)이다.
특정 양태에서 키트는, (c) 타이어 금형 및/또는 타이어 금형 커버의 외부 표면에 부착되도록 구성된 RFID 장착 금형 태그를 더 포함하고, RFID 장착 금형 태그는 수동형 RFID 장착 금형 태그와 대비하여 다른 구성 및 RFID 판독 범위를 가지며, RFID 장착 금형 태그는 타이어 금형의 리세스에 또는 내부에 부착되도록 구성된 수동형 RFID 장착 금형 태그와 관련된 고유 식별자를 가질 뿐만 아니라 그것이 부착된 타이어 금형 및/또는 타이어 금형 커버와 관련된 고유 식별자(unique identifiers)를 전달하도록 구성되어 있다.
특정 양태에서, 타이어 금형의 표면 리세스에 또는 내부에 부착되도록 구성된 키트의 수동형 RFID 장착 금형 태그는: (i) 수동형 RFID 장치로부터 이격된 5 내지 20 센티미터인 수동형 RFID 판독 범위를 위해 구성된 수동형 RFID 장치; 및 (ii) RFID 장치를 내부에 완전히 수용하고 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디기 위해 구성된 경질 하우징을 포함한다. 경질 하우징은 금속 또는 금속 합금, 세라믹 재료, 또는 경질 폴리머로 형성되고 경질 하우징 내부에 완전히 수동형 RFID 장치를 수납하여 수용하기 위해 내부에 형성된 리세스를 포함한다. 특정 양태에서, 수동형 RFID 장치는 경질 하우징 내부에 영구적으로 부착되고 수용된다. 특정 양태에서, 수동형 RFID 장착 금형 태그의 경질 하우징은 내부에 수동형 RFID 장치를 수용하도록 구성된 평면형 헤드 및 평면형 헤드에 부착되고 평면형 헤드로부터 이격되어 연장되는 연장 부분(elongate portion)을 포함한다. 특정 양태에서, 연장 부분은 타이어 금형의 표면 리세스에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 고정하도록 구성된다. 특정 양태에서, 연장 부분은 나사산 외경(threaded outer diameter)을 가진다.
대안적인 양태에서, 수동형 RFID 장치는 경질 하우징 내에 제거 가능하게 위치된다. 특정 양태에서, 수동형 RFID 장착 금형 태그의 경질 하우징은 내부에 수동형 RFID 장치를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 평면형 헤드 및 평면형 헤드에 부착되고 평면형 헤드로부터 이격되어 연장되는 연장 부분을 포함한다. 특정 양태에서, 수동형 RFID 장착 금형 태그의 경질 하우징의 평면형 헤드는 내부에 제거 가능한 압입(press-fit) 또는 마찰 고정 삽입부(friction fit insert)를 수용하도록 구성된 오목한 부분을 포함하고, 내부에 수동형 RFID 장치를 포함하는 압입 또는 마찰 고정 삽입부를 포함한다. 특정 양태에서, 연장 부분은 타이어 금형의 표면 리세스에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 고정하도록 구성된다. 특정 양태에서, 연장 부분은 나사산 외경을 가진다.
특정 양태에서, 키트의 RFID 장착 금형 태그는 타이어 금형의 외부 표면에 부착되도록 구성되며 RFID 장착 금형 태그로부터 이격된 0.25 미터 내지 10 미터 범위의 판독 범위를 가진다. 특정 양태에서, 키트의 RFID 장착 금형 태그는 유연한 기판 및 그 내부에 내장된 RFID 장치를 포함한다. 특정 양태에서, RFID 장착 금형 태그의 유연한 기판의 적어도 하나의 외부 표면은 RFID 장착 금형 태그를 타이어 금형의 외부 표면에 부착하기 위해 실리콘 접착제 또는 에폭시 접착제로 코팅되거나 RFID 장착 금형 태그는 패스너(fastener)에 의해 타이어 금형의 외부 표면에 부착되도록 구성된다.
특정 양태에서, RFID 장착 금형 태그의 RFID 장치는 수동형 RFID를 위해 장착된다. 특정 양태에서, RFID 장착 금형 태그의 RFID 장치는 수동형 RFID 장착 금형 태그와 관련된 고유 식별자에 의해 식별되는 바와 같이 타이어 금형 및 내부에 위치한 각각의 특정 타이어 금형 요소의 위치를 식별하도록 구성되고, 수동형 RFID 장착 금형 태그는 타이어 금형의 개별 요소와 관련된 고유 식별자를 전달하도록 구성되며, 개별 요소는 금형 슈(mold shoe), 금형 비드 링(mold bead ring), 금형 블래더(mold bladder) 또는 금형 세그먼트(mold segment) 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 본 명세서에 개시된 것은 RFID 장착 타이어 금형 시스템으로 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하는 방법이며 다음을 포함한다;
(a) 복수의 금형 세그먼트 및/또는 조립되고 그린 미가황 타이어가 내부에 위치될 때, 가황 중에 그린 미가황 타이어에 미리 결정된 형상을 부여하도록 구성된 금형 슈 및/또는 금형 블래더 요소를 가지는 RFID 장착 타이어 금형을 제공하는 단계; (b) 그린 미가황 타이어를 제공하는 단계; (c) 단계 (b)의 그린 미가황 타이어를 RFID 장착 타이어 금형에 배치하는 단계; (d) RFID 장착 타이어 금형 내에서 그린 미가황 타이어를 가황화하여 가황 타이어를 형성하는 단계; 및 (e) 타이어 금형에서 가황 타이어를 제거하고, 단계 (d)에서 형성된 가황 타이어를 검사하고, 가황 타이어에 임의의 결함이 존재하는지 여부를 결정하는 단계로서, 여기서: 단계 (e) 이후에 가황 타이어에 결함이 존재하지 않는 경우, 가황 타이어가 공급망에 진입하고 결함이 없는 가황 타이어의 제조와 관련된 모든 데이터가 필요한 경우 나중에 검토할 수 있도록 데이터베이스 내에 전자적으로 저장되지만 단계 (e) 이후 가황 타이어에 결함이 존재하는 경우, 가황 타이어 상의 결함 위치를 RFID 장착 타이어 금형에 의해 제공된 고유 RFID 식별자를 기반으로 RFID 장착 타이어 금형의 대응 위치와 추가로 연관시키고 RFID 장착 타이어 금형의 일부에 수리가 필요한지 여부 및/또는 단계 (d)에서 형성된 가황 타이어(들)의 결함 발생을 방지 및/또는 감소시키기 위해 가황 파라미터(vulcanization parameters)를 수정해야 하는지 여부를 추가로 결정하는 단계를 포함한다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위해서 상기 논의된 방법의 RFID 장착 타이어 금형은, 단계 (e) 동안, 가황 타이어에 존재하는 임의의 결함과 수동 및/또는 전자적으로 연관되는 가황 타이어의 외부 표면(들)에 대응하는 타이어 금형 내에서 미리 결정된 섹터들을 정의하는 타이어 금형의 복수의 금형 세그먼트의 외부 표면(들)(예컨대, 외부 표면(들) 상에 형성) 상의 리세스(들)에 또는 내부에 부착된 복수의 수동형 RFID 장착 금형 태그를 포함한다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하는 방법에서, RFID 장착 금형 태그는 타이어 금형 및/또는 타이어 금형 커버의 외부 표면에 부착되며, RFID 장착 금형 태그는 복수의 금형 세그먼트의 외부 표면 상의 리세스에 또는 내부에 부착된 수동형 RFID 장착 금형 태그와 대비하여 다른 구성 및 RFID 판독 범위를 가지며, RFID 장착 금형 태그는 수동형 RFID 장착 금형과 관련된 고유 식별자를 가질 뿐만 아니라 그것이 부착된 타이어 금형과 관련된 고유 식별자를 전달하도록 구성되어 있다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법에서, 방법은 단계 (a) 전에, 타이어 금형 및/또는 타이어 금형 커버의 외부 표면에 부착된 RFID 장착 금형 태그에 의해 제공되는 고유 RFID 식별자로 RFID 장착 타이어 금형의 위치를 찾는 단계를 더 포함한다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법에서, 타이어 금형의 위치를 찾은 후 그린 미가황 타이어를 내부에 제공하기 전에, RFID 장착 금형 태그가 외부 표면에 부착된 RFID 장착 타이어 금형과 관련된 각 금형 세그먼트가 존재하는 타이어 금형의 외부 표면에 부착된 RFID 장착 금형 태그뿐만 아니라 복수의 수동형 RFID 장착 금형 태그와 관련된 고유 RFID 식별자(들)을 통해 확인한다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법에서, 금형 세그먼트가 존재하지 않는 경우, 방법은 그와 관련된 고유 수동형 RFID 식별자를 통해 누락된 금형 세그먼트의 위치를 찾는 단계 및 RFID 장착 금형 태그가 외부 표면에 부착된 타이어 금형과 함께 누락된 금형 세그먼트를 페어링하는 단계를 더 포함한다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법에서, 단계 (c) 전에 그리고 수동형 RFID 장착 금형 태그가 부착된 외부 금형 세그먼트(extraneous mold segment)(즉, 다른 타이어 금형에 속하는 금형 세그먼트 및/또는 요소)가 타이어 금형에 존재하는 경우, 방법은 이와 관련된 고유 RFID 식별자에 의해 외부 금형 세그먼트를 식별하는 단계와, 외부 금형 세그먼트를 적절한 타이어 금형과 페어링하는 단계를 더 포함하고, RFID 장착 금형 태그를 가지는 적절한 타이어 금형은 외부 금형 세그먼트에 부착된 수동형 RFID 장착 태그와 관련된 고유 식별자를 가질 뿐만 아니라 그것이 부착되는 적절한 타이어 금형과 관련된 고유 RFID 식별자를 가지는 적절한 타이어 금형의 외부 표면에 부착된다.
또한 개시된 것은 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법이며, 다음을 포함한다:
(a) 타이어 금형 세그먼트(이러한 방법에서 타이어 금형 세그먼트는 타이어 금형 비드 링, 타이어 금형 쇼/세그먼트, 타이어 금형 블래더 플레이트, 등을 언급함.)를 제공하는 단계로서, 성형 표면을 가지는 타이어 금형 세그먼트는 가황 중에 그린 미가황 타이어(green unvulcanized tire)에 미리 결정된 형상을 부여하도록 구성되고; (b) 수동형 RFID 장착 금형 태그를 제공하는 단계로서, 수동형 RFID 장착 금형 태그는 단계 (a)의 타이어 금형 세그먼트와 관련된 고유 RFID 식별자를 제공하도록 구성되고; (c) 타이어 금형 세그먼트의 외부 표면 상에 리세스를 형성하는 단계; (d) 수동형 RFID 장착 금형 태그의 고유 RFID 식별자가 타이어 금형 세그먼트와 안전하게 관련되도록 타이어 금형 세그먼트의 외부 표면의 리세스 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 안전하게 위치시키는 단계를 포함한다.
특정 양태에서, 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법의 단계 (c)의 리세스는 측벽(sidewalls) 및 측벽에 연결된 베이스에 의해 정의된다. 특정 양태에서, 베이스는 실질적으로 평면이다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 수동형 RFID 장착 금형 태그의 외부 표면은 실질적으로 평면 베이스의 외부 표면에 대해 동일 평면 상에 직접 위치된다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 실질적으로 평면 베이스의 외부 표면에 RFID 장착 금형 태그를 직접 위치한 후, 수동형 RFID 장착 금형 태그는 단계 (c)의 리세스가 형성되는 타이어 금형 세그먼트의 외부 표면에 대해 동일 평면 상에 위치되거나 오목하게 형성된다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 방법은 수동형 RFID 장착 금형 태그 위에 에폭시 또는 실리콘 재료를 적용하여 금형 세그먼트의 외부 표면 상에 형성된 리세스 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 안전하게 위치시키고 유지하는 단계를 더 포함한다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 수동형 RFID 장착 금형 태그는 다음을 포함한다: (i) 수동형 RFID 장치로부터 이격된 5 내지 20 센티미터인 수동형 RFID 판독 범위를 위해 구성된 수동형 RFID 장치; 및 (ii) RFID 장치를 내부에 완전히 제공하고 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디도록 구성된 경질 하우징을 포함한다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 경질 하우징은 금속 또는 금속 합금, 세라믹 재료 또는 경질 폴리머로 형성되고 하우징 내에 수동형 RFID 장치를 완전히 수용하고 제공하기 위해 내부에 형성된 리세스를 포함한다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 수동형 RFID 장치는 경질 하우징 내에 영구적으로 부착되고 제공된다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 수동형 RFID 장착 금형 태그의 경질 하우징은 내부에 수동형 RFID 장치를 제공하도록 구성된 평면형 헤드와 평면형 헤드에 부착되고 이격되어 연장되는 연장 부분을 포함한다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 연장 부분은 금형 세그먼트의 외부 표면의 리세스에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 고정하도록 구성된다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 연장 부분은 나사산 외경을 가지며 단계 (c)에서 타이어 금형의 외부 표면에 형성된 리세스를 정의하는 측벽과 맞물리도록 구성된다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 수동형 RFID 장치는 경질 하우징 내에 제거 가능하게 위치된다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 수동형 RFID 장착 금형 태그의 경질 하우징은 내부에 수동형 RFID 장치를 제거 가능하게 제공하도록 구성된 평면형 헤드와 평면형 헤드에 부착되고 그로부터 이격되어 연장되는 연장 부분을 포함한다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 수동형 RFID 장착 금형 태그의 경질 하우징의 평면형 헤드는 내부에 제거 가능한 압입 또는 마찰 고정 삽입부를 수용하도록 구성된 오목한 부분을 포함하고, 내부에 수동형 RFID 장치를 포함하는 제거 가능한 압입 또는 마찰 고정 삽입부를 포함한다.
특정 양태에서 그리고 타이어 금형 세그먼트 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 설치하는 방법과 관련하여, 연장 부분은 타이어 금형의 리세스에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 고정하도록 구성된다.
또한, 개시된 것은 다음을 포함하는 RFID 장착 타이어 금형이다: (a) 외부 커버링; 및 (b) 외부 커버링 내에 위치된 복수의 금형 세그먼트를 포함하고, 여기서: 외부 커버링은 RFID 장착 타이어 금형 및 RFID 장착 타이어 금형과 관련된 복수의 금형 세그먼트의 위치를 RFID로 식별하도록 구성된다. 이러한 양태에서, RFID 장착 금형 태그는 RFID 장착 타이어 금형의 외부 커버링의 외부 표면에 부착되고, RFID 장착 금형 태그는 RFID 장착 타이어 금형 및 RFID 장착 타이어 금형과 관련된 복수의 금형 세그먼트의 위치를 RFID로 식별하도록 구성된다. 특정 양태에서, RFID 장착 타이어 금형은 타이어 금형 내의 복수의 금형 세그먼트 중 적어도 하나의 금형 세그먼트의 표면(외부 표면 상에 형성됨)의 리세스에 또는 내부에 부착된 수동형 RFID 장착 금형 태그를 더 포함한다. 이러한 양태에서, RFID 장착 타이어 금형의 외부 커버링에 부착된 RFID 장착 금형 태그는 타이어 금형의 복수의 금형 세그먼트 중 적어도 하나의 금형 세그먼트의 표면의 리세스에 또는 내부에 부착된 수동형 RFID 장착 금형 태그와 비교하여 다른 구성 및 RFID 판독 범위를 가진다. 이러한 양태에서, RFID 장착 타이어 금형의 외부 커버링의 외부 표면에 부착된 RFID 장착 금형 태그는 RFID 장착 타이어 금형의 외부 커버링의 외부 표면에 부착된 수동형 RFID 장착 금형 태그와 관련된 고유 식별자를 가질 뿐만 아니라 그것이 부착된 타이어 금형과 관련된 고유 식별자를 RFID 판독기에 전달한다. 이러한 양태에서, RFID 장착 타이어 금형의 외부 커버링의 외부 표면에 부착된 RFID 장착 금형 태그는 0.25 미터 내지 10 미터 범위의 판독 범위를 가진다. 이러한 양태에서, 타이어 금형 내의 복수의 금형 세그먼트 중 적어도 하나의 금형 세그먼트의 표면의 리세스에 또는 내부에 부착된 수동형 RFID 장착 금형 태그는 수동형 RFID 금형 태그로부터 이격된 5 내지 20 센티미터인 판독 범위를 가진다. 이러한 양태에서, 금형 표면을 가지는 복수의 금형 세그먼트의 각 성형 세그먼트는 복수의 금형 세그먼트의 각 성형 세그먼트의 표면 상의 리세스에 또는 내부에 부착된 적어도 하나의 수동형 RFID 장착 금형 태그를 포함한다.
본 발명의 실시예는 상기한 특징 및 구성의 하나 이상 또는 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징, 양태 및 장점은 다음의 상세한 설명에 제시될 것이며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업자에게 용이하게 명백하거나 본 명세서에 설명된 바와 같은 본 발명을 실시함으로써 인식될 것이다. 전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 본 발명의 다양한 실시예를 제시하고 청구된 바와 같이 본 발명의 바탕 및 특징을 이해하기 위한 개요(overview) 또는 프레임워크(framework)를 제공할 의도가 있음을 이해해야 한다. 첨부된 도면은 본 발명의 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되고 일부를 구성한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다음의 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해된다.
도 1a, 1b, 1c 및 1d는 타이어 금형, 프레스, 블래더 품질 및 신뢰성을 분석하는 것과 관련된 현재의 수작업 방법을 도시한다;
도 2a 및 2b는 타이어 금형 및 프레스의 일부를 세척하는데 현재 사용되는 가혹한 레이저 및 초음파 세척 기술을 도시한다;
도 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h, 3i, 3j 및 3k는 본 명세서에 개시된 방법 및 시스템에서 사용되는 RFID 태그의 다양한 구성(예컨대, 나사 및 플러그 형태)을 도시한다;
도 4a 및 4b는 다양한 타이어 제조 요소에 개시된 RFID 태그를 위치시키기 위한 부적절하고 적절한 방법의 개략도이다;
도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f 및 5g는 내부 및/또는 위에 위치된 개시된 RFID 태그를 가지는 타이어 금형 세그먼트, 타이어 금형의 비드 링, 압출 블레이드 및 금형 컨테이너를 각각 포함하는 다양한 타이어 제조 요소를 도시한다;
도 6은 고유 식별자가 내부에 배치된 복수의 RFID 태그를 가지는 타이어 제조와 관련된 금형, 금형 세그먼트, 블래더 요소 및 다른 요소의 분해도를 도시한다;
도 7은 고유 식별자를 가지는 각각의 RFID 태그와 함께 내부에 위치된 복수의 개시된 RFID 태그를 각각 가지는 타이어 프레스 및 평행 배향 타이어 금형(parallel oriented tire molds)을 가지는 타이어 프레스에 각각 위치된 2 개의 평행 배향 타이어 금형를 도시한다;
도 8은 본 명세서에 개시된 RFID 태그를 사용하여 전체 타이어 생산 및 추적에 대한 간단한 개략도를 도시한다;
도 9는 높은 온도(들)에서 작동하고 2 미터 이격되어 판독할 수 있는 마더 태그(mother tag)가 그 위에 위치된 생산 동안의 금형를 도시한다;
도 10a-10c는 금형의 다양한 부분에 위치되는 RFID 태그 및 이들 RFID 태그의 가독 성능을 도시한다;
도 11a 및 11b는 생산에서 금형 창고(mold warehouse)로 운반되는 금형을 도시한다;
도 11c, 11d, 11e 및 11f는 창고 내에서 특정 금형의 위치를 쉽게 찾을 수 있도록 검색 및 찾기 기능(search and find function)을 지원하는 RFID 태그를 가지는 각 금형과 함께 창고 내에 배치되는 예시적인 금형을 도시한다;
본 발명은 이제 본 발명의 예시적인 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 이하에서 보다 완전하게 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있으며 본 명세서에서 제시하는 대표적인 실시예에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 예시적인 실시예는, 이러한 개시가 철저하고 완전하고, 본 발명의 범위를 완전히 전달하고 당업자가 본 발명을 제조, 사용 및 실시할 수 있도록 제공된다. 유사한 참조 번호는 다양한 도면에서 유사한 요소를 나타낸다.
도 3a-11f에 도시한 바와 같이 그리고 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 것은 타이어 제조의 가혹한 공정 및 온도를 견디도록 구성되는 동시에 타이어 제조를 쉽게 추적하고 결함 소스(들)을 식별할 수 있는 다양한 타이어 제조 요소(예컨대, 금형 비드 링(410), 금형 세그먼트(420), 금형 컨테이너(500), 블래더(들)/블래더 플레이트(430), 타이어 프레스, 및 압출 다이) 내에 통합된 복수의 전용 RFID 태그(예컨대 100, 200 및/또는 300)를 활용하는 자동화 시스템 및 방법이다.
RFID 태그의 물리적 설계
도 3a, 3b, 3i 및 3j는 본 명세서에 개시된 RFID 태그의 다양하고 상이한 물리적 설계 및 구성을 도시한다. 예컨대, 도 3a는 금형(즉, 가황 처리되지 않은 외부 표면) 및/또는 금형 커버/컨테이너(500)(예컨대, 도 11a, 11b, 11c 및 11f에 도시 된 바와 같음)에 부착하기 위해 구성된 대형 RFID 태그(100)(이하에서 더 논의되는 "마더 태그"(mother tag) 또는 "RFID 장착 금형 태그"로 또한 언급함)를 도시한다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 대형 RFID 태그(100)("마더 태그" 또는 "RFID 장착 금형 태그"로 또한 언급함)는 금형 또는 금형 컨테이너에 장착, 부착, 및/또는 고정하기 위해 미리 결정된 형태(평면 형태가 바람직함)를 가지는 유연한 재료(101), 바람직하게는 유연한 탄성 재료(예컨대, 50 ℃에서 350 ℃ 범위, 50 ℃에서 300 ℃ 범위 또는 50 ℃에서 250 ℃ 범위의 온도를 견딜 수 있는 내열성 실리콘 재료)로 형성된다. 대형 RFID 태그(100)("마더 태그"또는 "RFID 장착 금형 태그"로 또한 언급함)는 유연한 재료 내에 내장된 RFID 장치(102)를 더 포함한다. RFID 장치(102)는 RFID 판독기(예컨대, 도 10b 및 10c에 도시된 600)와 함께 수동형 및/또는 능동형 RFID를 위해 장착 될 수 있으며 바람직하게는 RFID 판독기로부터 이격된 0.25 미터에서 15 미터이고, RFID 판독기로부터 이격된 0.25 미터에서 10 미터이고, RFID 판독기로부터 이격된 0.5 미터에서 10 미터이고, RFID 판독기로부터 이격된 1 미터에서 10 미터이고, RFID 판독기로부터 이격된 2.5 미터에서 8 미터인 장거리 판독 범위를 가진다. 도 3a에 추가로 도시한 바와 같이, 대형 RFID 태그(100)("마더 태그"또는 "RFID 장착 금형 태그"로 또한 언급함)는 타이어 금형 및/또는 금형 커버(500)의 외부 표면에 배치되고/꼭 맞을 수 있고 태그(100) 상에 코팅된 접착제/에폭시(미도시)를 사용하여 복수의 관통홀(103) 및 태그(100)를 타이어 금형 및/또는 금형 커버(500)의 외부 표면에 고정하도록 구성된 보완적인 패스너를 통해 부착 및/또는 고정될 수 있다.
도 3b 및 3j는 예컨대, 도 5a 및 5d에 도시한 바와 같이, 금형의 세그먼트에 위치되고 및/또는 고정적으로 부착될 수 있는 고체형 원통 형태(solid cylindrical form)(본 명세서에서 "하위 태그(child tag)" 또는 "소형 태그(small tag)"또는 "수동형 RFID 장착 금형 태그"로 또한 언급함)를 가지는 RFID 태그(200)의 평면 사시도 및 측면도를 각각 도시한다. 특히,도 3b의 RFID 태그(200)("수동형 RFID 장착 금형 태그")는 금속 또는 금속 합금(예컨대, 알루미늄), 세라믹, 및/또는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)과 같은 고분자 재료(polymeric material)와 같은 단단하고 낮은 열전도성 재료(thermally conductive material) 내에 내장된 RFID 장치(202)를 포함하고, 이는 아래에서 더 논의된다. 단단하고 낮은 열전도성 재료는 RFID 태그의 전체적인 내구성(durability)과 수명(lifespan)을 증가시키기 위해 바람직하며, 보다 구체적으로, 태그가 본 명세서에서 더 논의되는 바와 같이, 타이어 금형의 일부 내에 부착될 경우 태그 내에 내장된 RFID 장치(202)가 바람직하다. 또한, RFID 장치(202)는 RFID 판독기로부터 이격된 1에서 20 센티미터, 2.5에서 20 센티미터, 또는 5에서 20센티미터인 판독 범위를 가지는 RFID 판독기를 구비한 수동형 및/또는 능동형 RFID를 위해 장착될 수 있다. 바람직한 특정 양태에서, RFID 태그(200)("수동형 RFID 장착 금형 태그")는 RFID 판독기로부터 이격된 1에서 20 센티미터, 2.5에서 20 센티미터, 또는 5에서 20 센티미터인 수동형 RFID 판독 범위를 위해 장착된다.
도 3c-3k를 고려하여, RFID 태그(200)("수동형 RFID 장착 금형 태그")는 다수의 상이한 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 구체적으로 도 3g-3j에 도시한 바와 같이, RFID 태그(200)는 RFID 태그(200)가 내부에 영구적으로 또는 제거 가능하게 삽입/수용될 수 있는 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디기 위해 구성된 경질 하우징(300)(예컨대, 경질 하우징(300)에 형성된 리세스(301))을 더 포함하고 및/또는 내부에 부착될 수 있다. 경질 하우징(300)은 금속 또는 금속 합금(예컨대, 알루미늄), 세라믹 재료 또는 경질 폴리머(예컨대, 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK))로 형성되고 경질 하우징 내에 완전히 수동형 RFID 장치를 수납하여 수용하기 위해 내부에 형성된 리세스를 포함한다. 특정 양태에서 그리고 도 3g-3j에 추가로 도시한 바와 같이, 수동형 RFID 장착 금형 태그(200)의 경질 하우징(300)은 RFID 태그(200)의 수동형 RFID 장치를 그 내부에 수용하도록 구성된 평면형 헤드(302) 및 평면형 헤드(302)에 부착되고 평면형 헤드로부터 이격되어 연장되는 연장 부분(305)을 포함한다. 특정 양태에서, 예컨대 도 3g-3j에 도시한 바와 같이, 연장 부분(305)은 타이어 금형(400)(도 4b)의 표면에 형성된 리세스(401)(도 4b)에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 고정하도록 구성된다. 특정 양태에서 그리고 3g-3j에 추가로 도시한 바와 같이, 연장 부분(305)은 나사산 외경을 가진다. 도 3i는 RFID 태그(200)(수동형 RFID 장착 금형 태그)가 경질 하우징(300) 내에 영구적으로 삽입 및/또는 부착되는 일 실시예를 도시한다. 상술한 바와 같이, 그리고 추가적인 특정 양태에서, RFID 태그(200)(수동형 RFID 장착 금형 태그)는 경질 하우징 내에 제거 가능하게 삽입 될 수 있으며,이러한 양태에서, 도 3c-3f에 도시된 것과 같은 다양한 커버 및/또는 캡(350, 351, 352, 353)은 RFID 태그(200)를 그 내부에 수납하여 수용할 수 있으며, 예컨대, 도 3g, 3h, 3i 및 3j에 도시된 경질 하우징의 리세스(301) 내에 추가로 제거 가능하게 삽입될 수 있고, 및/또는 타이어 금형의 일부에 직접적으로 또는 내부에 제거 가능하게 삽입될 수 있다. 도 3c-3j는 RFID 태그(200)를 수용할 수 있고, 개시된 RFID 태그, 볼트, 및/또는 타이어 금형, 타이어 금형 세그먼트, 타이어 프레스 등의 일부와 결합하도록 구성된 나사산 부분을 가진 다른 형태를 수용하는 나사(또는 커버 나사, 잠금 링, 나선형 또는 헬리 코일 삽입부 및/또는 압입 삽입부)로 형성될 수 있는 다양한 구성(들)을 도시한다.
특정 양태에서, 본 명세서에 개시된 RFID 태그(200)는 시간이 지남에 따라 열 및 습도에 장기적이고 순환하는 노출에 드러나는 가혹한 타이어 금형의 환경에서 수행되고 작동해야 한다. 본 명세서에 개시된 RFID 태그(200)는 바람직하게는 금형 자체의 금속(예컨대, 도 4b에 도시 된 바와 같이)을 사용하여 칩의 판독을 위해 최적화된 안테나(미도시)를 사용하는 UHF EPC 클래스 1 Gen 2 표준 칩(UHF EPC Class 1 Gen 2 standard chip)을 포함한다. 특정 양태에서, 칩 및 안테나는 RFID 전자 부품을 보호하기 위해 세라믹 층으로 포장된다. 세라믹의 전형적인 특성은 전자 부품이 천천히 지속적으로 가열 및 냉각되며 칩과 안테나를 확고히 보호한다는 것이다. 특정 양태에서, 세라믹 RFID 트랜스폰더(ceramic RFID transponder)는 구조물을 극도의 고체형 구조물(extreme solid construction)로 강화하기 위해 추가 에폭시 층으로 포장된다. 이러한 제품은 가황의 가혹한 온도 및 환경과 관련된 열 팽창 및 수축을 견딜 수 있는 폴리에테르 에테르케톤(PEEK)과 같은 열가소성 폴리우레탄(TPU) 튜브 또는 다른 내구성이 있는 고분자 재료에 내장되며, 이는 금속 자체의 팽창(expansion) 및 수축(shrinking)에 대처하는 구조물을 가능하게 한다. TPU는 세척 및 사용 중에 이러한 영향에 대처할 수 있을 만큼 충분히 유연하다. 본 명세서에 개시된 RFID 태그는 TPU를 활용하지만, 다른 고온 열가소성 수지 및 열가소성 수지가 포함될 수 있다. 특정 양태에서, TPU 엔클로저(enclosure)는 또한 크기와 형상 때문에 RFID 태그를 설치시 취급하기 더 쉽게 만든다. 태그의 바닥은 고온 에폭시의 추가 층으로 둘러싸여 있으며, 대형 디자인(대형 블랙 컨테이너 태그)의 경우, 고온 실리콘 층으로 둘러싸여 있다. 상부는 플라스틱 자체로 덮여 있다.
RFID 태그의 설계 및 기능
전술한 바와 같이, 특정 양태에서, 2 개의 상이한 RFID 금형 태그는-금형 컨테이너/커버(500)(예컨대, 도 11c에 도시됨)에 적용되는 하나의 대형 "마더 태그"(RFID 장착 금형 태그)(100)(도 3A)와, 금형 세그먼트에 내장된 한 유형의 매우 작은 RFID 태그 "하위 태그"("수동형 RFID 장착 금형 태그")(200)와, 예컨대 5a-5d, 5f 및 5g에 도시된 것과 같은 금형 슈/세그먼트(420), 비드 링(410), 블래더 링(430), 압출 다이(extrusion dies)와 같은 다른 도구 요소가 고려되었다. 이들 태그(100, 200)는 타이어 제조 전, 타이어 제조 중 및 타이어 제조 후 특정 타이어 금형을 추적/위치를 파악하여 내부에 각 타이어 금형의 적절한 요소를 적절하게 유지하는 데 사용될 수 있고(즉, 타이어 금형의 혼합 및 매칭을 방지한다), 품질 관리 목적으로 더 사용될 수 있다.
특정 양태에서, 대형 RFID 컨테이너 태그(100)("마더 태그" 또는 "RFID 장착 금형 태그"로 또한 지칭함)는 정상적인 상황(-10 ℃ 및 +40 ℃ 사이)에서 장거리 판독 거리(현재 칩과 판독 안테나와 약 2-10 미터)를 가지도록 설계되고, 금형이 생산 또는 예열(온도 140 및 280 ℃ 사이) 중에 있을 때 제한된 판독 거리(현재 칩 및 판독 거리를 사용하여 약 2 미터 이하)를 가지도록 특별히 설계된다. 따라서 대형 RFID "마더 태그"에는 다음 공정이 포함되지만 이에 제한되지는 않는다.
(1) 예컨대, 도 11a-11f에 도시한 바와 같이, 금형 창고 내에서 금형을 검색하고 발견하는 단계를 포함한다;(번호 500은 타이어 금형 커버 및/또는 타이어를 나타냄) 대형 RFID 태그(100)("마더 태그" 또는 "RFID 장착 금형 태그"로 또한 지칭함)가 부착되는 타이어 금형 커버 및/또는 타이어 금형의 외부 표면을 지칭한다; 번호 400은 가황 중에 그린 미가황 타이어에 미리 결정된 형상을 부여하도록 구성된 다양한 타이어 금형 요소(예컨대, 타이어 비드 링(410), 타이어 세그먼트 및/또는 타이어 금형 슈(420), 타이어 금형 블래더(430))를 일반적으로 지칭한다);
(2) 금형이 도 9에 도시한 바와 같이 높은 작동 온도에 있을 때, 생산 내의 금형을 식별하고 이에 따라 태그를 식별하는 단계를 포함한다. 금형이 생산 중일 때 제한된 판독 거리(약 2 미터)는 프레스 상의 고정 판독 위치에서 특정 금형을 식별하고 금형을 프레스에 결합할 필요가 있다. 일반적으로 금형이 서로 나란히 있는 다수의 프레스가 있기 때문에, "고온 판독"은 금형과 프레스가 혼합되는 것을 방지하기 위해 판독 범위에서 제한되는 것이 중요하다.
(3)예컨대, 도 11a 및 11b에 도시한 바와 같이, RFID 고정 포털 판독기/안테나를 사용하여 생산(높은 내부 온도의 축적)에서 운반되는 동안 금형 커버(500) 및/또는 금형(400)을 판독하기 위한 단계를 포함한다;
(4) RFID 포털 판독기(RFID portal reader)를 사용하여 예열(260℃)에서 생산까지 운반할 때 금형을 판독하기 위한 단계를 포함한다;
비드 링(410) 및 금형 세그먼트(420)(예컨대, 도 10a-10c)와 같은 요소 내에 내장된 소형 RFID 태그 "하위 태그"(200)는 RFID 판독기(600)를 구비하여 대략 5 내지 15 센티미터의 판독 거리를 가지도록 설계되며, 이는 다음과 같은 이유로 중요하다:
(1) 모든 금형 세그먼트는 순서를 벗어난 임의의 세그먼트를 판독하지 않고 순서대로 판독할 수 있다. 금형 관리 내의 주요 요구사항 중 하나는 컨테이너 내의 세그먼트가 정의된 순서를 가지는 것이며, 이는 고정되고 및/또는 따라야 한다는 것이다. 이러한 순서는 제품의 품질 및 타이어 자체에 중요하다. 세그먼트와 내장된 태그가 서로 가깝기 때문에 어떤 세그먼트가 판독되는지 완벽히 알 필요가 있다(그리고 세그먼트 옆이 아님). 따라서 이러한 특정 RDID 태그는 제한된 판독 거리를 가지도록 특별히 설계되었다;
(2) 금형이 유지 후에 구축되기 때문에, 모든 요소가 마더 태그에 연결될 예정이며, 금형 어셈블리가 고온/고압 하에서 프레스에 설치되어 생산 중일 경우 소형 태그를 판독할 필요가 없다. 소형의 내장형 태그의 설계는 이들 요구사항을 충족한다.
(3) 현재의 주제는 다른 유형의 금형의 요구사항을 충족한다. 주로 소위 "슈(shoes)"가 있는 금형과 없는 금형의 2 개의 다른 유형의 금형이 있으며, 이는 금형 내부에 세그먼트를 고정하는 강철 요소이다. 이러한 경우 세그먼트의 상부는 슈(shoe) 자체에 의해 덮여 있으므로, 세그먼트 상부에 태그를 적용하고 시퀀스를 판독하는 것이 가능하지 않다. 이러한 경우 RFID 태그는 타이어의 생산 또는 금형 어셈블리 자체의 기능을 방해하지 않는 세그먼트 또는 다른 표면의 측면에 내장될 예정이다. 또한, 이러한 경우, 컨테이너에 있는 동안 태그는 판독될 필요가 있다. 현재의 주제는 이러한 중요한 요구사항을 또한 충족한다.
사용된 재료
금형 세그먼트(420), 비드 링(410), 블래더 요소(430) 및 다른 소형 금형 요소가 금형/컨테이너 자체 내부에 내장되기 때문에, 이들 세그먼트는 타이어 생산 중에 있을 때, 가장 심각한 조건하에 있다. 이들 요소는 경화되지 않은 고무와 직접 접촉하는데, 이는 대부분의 경우 타이어를 성형하고 경화하기 위해 증기와 열을 사용하는 매우 높은 압력하에 있다. 금형이 생산 중일 때에도, 일부 세척 공정은 예컨대, 드라이 아이스 세척기(dry-ice cleaning)를 사용하여 생산 중에 세그먼트를 세척하는 데 사용된다. 따라서 RFID 금형 태그가 세그먼트, 요소 및 컨테이너 자체에 부착된 상태를 유지할 뿐만 아니라 견디도록 추가로 강화하는 다수의 특정 재료는 테스트되고 확인되었다.
소형의 둥근 RFID 태그(200)는 10mm 홀에 내장된다. 홀 자체는 열과 압력에 노출될 때 강철 또는 알루미늄의 수축 및 팽창에 대처할 필요가 있기 때문에 태그보다 적어도 0.05mm 더 넓다. RFID 태그(200)가 태그된 요소(tagged component)(즉, 타이어 금형 요소)로부터 부지불식간에(involuntarily) 제거되는 것을 방지하기 위해, 금형 세그먼트 또는 도구의 홀 내부에 태그를 고정하는 여러 방법이 있다.
도 5h에 도시된 것과 같은 고온 에폭시 및/또는 고온 실리콘(500)은 타이어 금형의 일부에 형성된 홀/리세스의 내부에 태그(200)를 배치한 후 적용될 수 있다. 예컨대, 고온 에폭시(예컨대, 도 5h)의 한 방울은 타이어 금형(도 5f)에 형성된 리 세스 내에서 RFID 태그(200)를 덮는다. 이것은 매우 강력한 솔루션이지만, 에폭시(고온 실리콘)를 사용하여 태그를 고정하는 데에는 몇가지 단점이 있는 데, 공정은 시간이 많이 걸리고, 공정이 독성 물질(예컨대, 에폭시 경화제)에 대한 노출을 포함할 수 있기 때문에 직원의 안전은 항상 바람직하지 않다. 고온 실리콘은 실리콘이 고무가 RFID 태그 상부에 달라 붙는 것을 방지하고 태그 자체를 잡아 당기는 것을 방지하는 타이어 제조와의 효용성(availability) 및 호환성 때문에 선호된다. 또한 실리콘의 사용은 일단 설치되면 RFID 태그가 적절히 기능하고 타이어 금형의 수명 동안 환경 노출을 견디는 것이 중요하다.
도 3c 및 도 3d에 도시한 바와 같이 그리고 타이어 제조업체가 어떤 이유로 든 에폭시 또는 고온 실리콘의 사용을 원하지 않는 경우 RFID 기능부(RFID capabilities)를 가지는 "커버 나사(cover screw)"를 사용할 수 있다. 이들 플라스틱 나사는 RFID 신호에 영향을 주지 않으며 사용하기 쉽다. 이들 플라스틱 커버 나사는 마켓에서 구입하거나 맞춤형으로 설계할 수 있다.
금형 요소 및 컨테이너 내부 및/또는 위에 RFID 태그의 설치/내장
특정 양태에서 그리고 본 명세서에 개시된 RFID 태그(200)의 작동성을 추가로 보장하기 위해, RFID 태그는 특정 방식으로 세그먼트(420), 비드 링(410), 블래더 요소(430) 및 금형 컨테이너(500) 내에 및/또는 위에 내장된다. 예컨대, 도 4b에 도시한 바와 같이, 비드 링 및 금형 세그먼트와 같은 요소를 위한 소형 RFID 태그(200)("하위 태그")는 요소 자체에 의해 보호될 필요가 있다(예컨대, 태그는 타이어 제조 요소의 리세스(401) 내에 위치되고 특정 형상을 가진다). 테스트를 통해, 출원인은 다음 공정(들) 및 기하학적 형상이 본 명세서에 개시된 RFID 태그를 위한 바람직한 작동 조건을 초래한다고 결정했다:
1. 도 4b(및 도 5a-5g)를 참조하면, 타이어 금형(400)의 일부 내에 RFID 태그 "하위 태그"(200,300)("수동형 RFID 장착 금형 태그")(예컨대, 최소 직경 10mm 및 최대 6mm 깊이)를 내부에 꼭 맞추기 위해 미리 결정된 치수를 가지는 홀/리세스(401)를 드릴/밀링하고;
2. 홀/리세스(401)의 바닥은 도 4b에 도시한 바와 같이 평평하고, 평면형 표면(베이스(403))이어야 하며, 도 4a에 도시한 바와 같이 각도를 이루지 않아야 한다;
3. 홀 내에 오목하고(401) 평평하고, 평면형 표면을 제공함으로써, RFID 태그(200,300)는 평평하게 놓이고 가공된 홀(machined hole)의 바닥에 있는 세그먼트의 금속 표면과 완전히 접촉하여 RF 신호를 더 향상시킨다;
4. 선택적으로, 그러나 바람직하다면, 태그(200,300)는 전도성 접착제(510)의 한 방울로 견고하게 위치될 수 있지만(도 5f를 고려하여 도 5g에 도시한 바와 같이) 이것은 필요하지 않다; 그리고
5. 다음으로, 태그는 커버 나사(350, 351, 352, 353, 또는 300)(도 3c-3h), 고온 에폭시 및/또는 고온 실리콘(510)(도 5g)으로 덮일 수 있거나, 일부 경우에 태그는 그 자체로 나사일 수 있다(도 3i 및 3j).
전술한 방법을 고려하여 그리고 도 4a-5e를 추가로 고려하여, 타이어 금형 내에 RFID 태그 "하위 태그"(200,300)("수동형 RFID 장착 금형 태그")를 설치하는 방법은, (a) 타이어 금형 세그먼트를 제공하는 단계로서(이러한 경우 "타이어 금형 세그먼트"는 일반적으로 타이어 금형 링(410), 타이어 금형 슈/세그먼트(420), 타이어 금형 블래더/블래더 플레이트(430), 타이어 프레스의 일부 및/또는 타이어 압출 다이의 일부를 지칭한다), 상기 타이어 금형 세그먼트는 가황 동안 그린 미가황 타이어에 미리 결정된 형상을 부여하도록 구성된 금형 표면을 가지고 ; (b) 수동형 RFID 장착 금형 태그를 제공하는 단계로서, 상기 수동형 RFID 장착 금형 태그는 단계(a)의 타이어 금형 세그먼트와 관련된 고유 RFID 식별자를 제공하도록 구성되고 ; (c) 타이어 금형 세그먼트의 표면 상에 리세스(401)를 형성하는 단계; 및 (d) 수동형 RFID 장착 금형 태그의 고유 RFID 식별자가 타이어 금형 세그먼트와 견고하게 관련되도록 수동형 RFID 장착 금형 태그(200)(또는 200,300)를 타이어 금형 세그먼트의 표면의 리세스(예컨대, 외부 표면에 형성된 리세스) 내에 견고하게 위치하는 단계를 포함한다. 도 4b 그리고 전술한 방법을 고려하여, 단계 (c)의 리세스(401)는 측벽(402) 및 베이스(403)가 실질적으로 평면형 측벽에 연결된 베이스(403)에 의해 정의된다. 도 4b에 더 도시한 바와 같이, 수동형 RFID 장착 금형 태그(200)의 외부 표면은 실질적으로 평면형 베이스(403)의 외부 표면에 대해 동일 평면 상에 직접 위치된다. 도 4b, 5a, 5f 및 5h에 추가적으로 도시한 바와 같이, 그리고 실질적으로 평면형 베이스(403)의 외부 표면 상에 RFID 장착 금형 태그(200,300)를 직접 위치시킨 후, 수동형 RFID 장착 금형 태그(200,300)(도 5f)는 단계 (c)의 리세스가 형성된 타이어 금형 세그먼트의 표면에 대해 동일 평면 상에 있거나 또는 오목하게 형성된다. 특정 양태에서 그리고 도 5h에 추가로 도시한 바와 같이, 이러한 방법은 수동형 RFID 장착 금형 태그(200,300) 위에 에폭시 또는 실리콘 재료(510)를 적용하여 금형 세그먼트의 표면에 형성된 리세스 내에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 견고하게 위치시키고 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
특정 양태에서, 대형 RFID 금형 태그(마더 태그 또는 "RFID 장착 금형 태그")(100)는 전형적으로 금형 컨테이너(500)의 외부에 적용된다 (도 11a-11d). 이러한 태그를 적용하기 위해 설계하고 테스트한 여러 방법이 있다. 예컨대, 대형 태그는 기존 금형 번호 또는 금형의 물리적 차량 번호판 근처의 컨테이너/금형 외부의 RFID 마더 태그에 나사로 고정되거나 리벳으로 고정될 수 있다. 이러한 경우 프레스 내에서 태그의 위치는 항상 동일하며, 프레스 전면을 향하므로 생산 과정에서 판독할 수 있다. 대안적으로 그리고 RFID 태그를 금형/컨테이너에 나사로 고정하는 대신에, 현재 3M에서 생산하는 것과 같은 고온 전도성 접착제(high temperature conductive adhesive) 또는 고온 양면 접착 테이프(high temperature double sided adhesive tape)를 사용하여 표면에 대형 태그를 부착하는 것 또한 가능하다. 금형/컨테이너 자체를 사용하여 마더(mother)를 보호해야 할 필요가 있기 때문에, 컨테이너/금형에 직사각형 홀을 밀링하는 것 또한 가능하다. 이 밀링된 캐비티 내에서 태그는 위에서 설명한 대로 적용할 수 있으며 금형 자체의 표면에 의해 보호된다.
추가적인 특정 양태에서 그리고 마더 태그를 보호하기 위해 태그 자체와 대비하여 더 큰 치수(들)을 가지는 상자로 금속 플레이트를 구부리는 것도 가능하다. 상자의 접힌 가장자리(edges)는 매일 사용하는 동안 마더 태그를 보호할 것이다(마더 태그용 리세스를 구비한 기계 가공 또는 성형된 금속 블록이 또한 적합하다). 보호 면(protective sides)의 수와 높이는 자산 태그(asset tag)의 RF 성능에 영향을 미칠 수 있다. 이 예시적인 공정은 (i) 3 면을 가지는 판금 "상자"(sheet metal "box")를 접는 단계, (ii) 나사 또는 접착제/테이프로 RFID 태그를 상자의 내부 표면에 부착하는 단계, (iii) 상자를 컨테이너에 용접 또는 나사로 고정하는 단계를 포함한다.
금형, 세그먼트, 도구, 및 프레스 식별
특정 양태에서 그리고 도 6-8에 추가로 도시된 바와 같이, 본 명세서에 개시된 RFID 태그(즉, 100,200 및/또는 200,300)는 각각의 개별 도구, 어셈블리 또는 장비(즉, 타이어 금형 커버(500)를 그와 관련된 각 타이어 금형 요소(타이어 금형 비드 링(410). 타이어 금형 슈/세그먼트(420), 타이어 금형 블래더 요소(430) 등)와 관련시키는 것)를 쉽게 식별하도록 구성된 컴퓨터 구현 시스템(computer implemented system) 내에 포함될 수 있다. 각 개별 도구, 어셈블리, 또는 장비는 바람직하게는 다음과 같은 전자 메모리가 조합된 칩을 포함한다:
- 일반적으로 UID 또는 TID로 또한 지칭되는 고유 번호로 채워진 읽기 전용 메모리(길이 및 구조는 다양함)
- 96-비트 이상의 메모리를 가지는 EPC 메모리. EPC 메모리는 프로그래밍할 수 있으며 선택적으로 암호로 보호하거나 영구적으로 잠글 수 있다.
- 프로그래밍할 수 있고 선택적으로 암호로 보호하거나 영구적으로 잠글 수 있는 선택적 사용자 메모리
- 옵션 설정, 기능 및 구성을 위한 추가 메모리 위치를 포함한다.
금형(400), 금형 비드 링(410), 금형 세그먼트(420), 블래더(430). 압출 다이 및 다른 도구 또는 요소는 다음 방법 중 하나에 의해 유일하게 식별된다(대응하는 하위 태그 및/또는 그에 부착된 수동형 RFID 장착 금형 태그(200)(또는 200,300)와 관련됨):
1. 고유 차량 번호판 - 이것은 UID, TID, EPC 또는 사용자 메모리 또는 이들의 조합에 저장된 고유 번호이다. 이 고유 번호는 식별하는 항목의 차량 번호판 역할을 한다. 식별된 항목에 대한 세부 사항을 제공하는 데이터베이스, 레지스트리 또는 항목 마스터 리스트(item master list)에서 검색한다. 이 데이터베이스는 로컬 네트워크, 원격 네트워크, 클라우드 또는 유사한 데이터 보존 장치(similar data retention apparatus)에 상주할 수 있다.
2. 지능형 번호 - 이것은 일반적으로 EPC, 사용자 메모리 또는 둘의 조합에 저장되는 고유 번호이며, 이 지능형 번호는 정의 또는 키에 따라 조합되며 정의 또는 키를 알면서도 지능형 번호를 데이터베이스(database), 레지스트리(registry), 항목 마스터(item master) 또는 유사한 데이터베이스와 비교할 필요없이 항목에 대한 기본 정보를 식별할 수 있다. 예컨대, 이 기능은 금형 세그먼트를 금형 컨테이너에 즉시 일치시키고 그러한 세그먼트의 설치된 순서를 식별하는데 유용하다.
3. GRAI(Global Returnable Asset Identifier), GIAI(Global Individual Asset Identifier) 또는 다른 산업에서 정의한 표준화된 번호 체계(other industry defined standardized numbering scheme).
도 7을 고려하여, 타이어 프레스와 같은 기계는 다음 방법 중 하나 또는 조합으로 식별된다:
1. 특정 프레스 또는 근처에 부착된 RFID 요소.
2. 다음 전자 신분증(electronic identifications) 중 하나 또는 조합
a. 고유 차량 번호판(Unique license plate)
b. 지능형 번호(Intelligent number)
c. 자산 번호(Asset number)
d. IP 또는 다른 네트워크 고유 주소(other network unique address)
e. MAC 주소
f. 임의의 다른 고유 식별자(Any other unique identifier)
g. GRAI(Global Returnable Asset Identifier), GIAI(Global Individual Asset Identifier) 또는 다른 산업에서 정의한 표준화된 번호 체계
상술한 바와 같이 그리고 도 8을 추가로 고려하여, 제조된 각 타이어의 포괄적인 공정 이력, 추적성 및 완전한 출생 증명서가 가능하다. 특히 도 8은, 조립되고 내부에 그린 미가황 타이어가 위치할 때, 가황 중에 그린 미가황 타이어에 미리 결정된 형상을 부여하도록 구성된 복수의 금형 세그먼트 및/또는 금형 슈(420) 및/또는 금형 블래더(430) 요소를 가지는 RFID 장착 타이어 금형(예컨대, 도 5a, 5b, 5d 및 10a-10c에 도시한 바와 같이, 수동형 RFID 장착 금형 태그(200)로 태그된 다양한 요소를 가지는 도 6의 금형(400))을 제공하는 단계; (S1) 그린 미가황 타이어를 제공하는 단계; (S3) 그린 미가황 타이어를 RFID 장착 타이어 금형에 배치하는 단계; (S4) RFID 장착 타이어 금형 내에서 그린 미가황 타이어를 가황화하여 가황 타이어를 형성하는 단계; 및 타이어 금형에서 가황 타이어를 제거하고 단계에서 형성된 가황 타이어를 검사하고 가황 타이어에 임의의 결함이 존재하는지 여부를 결정하는 단계; 단계 (e) 이후 가황 타이어에 결함이 존재하지 않을 경우 가황 타이어는 공급망(supply chain)에 진입하고 결함이 없는 가황 타이어의 제조와 관련된 모든 데이터가 필요한 경우 나중에 검토할 수 있도록 데이터베이스 내에 전자적으로 저장되지만 단계 (e) 이후 가황 타이어에 결함이 존재하는 경우, 가황 타이어 상의 결함 위치를 RFID 장착 타이어 금형에 의해 제공된 고유 RFID 식별자를 기반으로 RFID 장착 타이어 금형의 대응 위치와 추가로 연관시키고 RFID 장착 타이어 금형의 일부에 수리가 필요한지 여부 및/또는 가황 타이어(들)의 결함 발생을 방지 및/또는 감소시키기 위해 가황 파라미터(vulcanization parameters)를 수정해야 하는지 여부를 추가로 결정하는 단계를 포함하는 RFID 장착 타이어 금형 시스템으로 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법을 개시한다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 제어를 추적하기 위한 상기 논의된 방법의 RFID 장착 타이어 금형은 단계 (e) 동안 가황 타이어에 존재하는 임의의 결함과 수동 및/또는 전자적으로 연관되는 가황 타이어의 외부 표면에 대응하는 타이어 금형 내에서 미리 결정된 섹터를 정의하는 타이어 금형(400)의 복수의 금형 세그먼트(420)(및/또는 금형 블래더(430) 및/또는 금형 비드 링(410))의 표면(들)의 리세스(400)에 또는 내부에 부착된 복수의 수동형 RFID 장착 금형 태그(200)(및/또는 200,300)를 포함한다.
상술한 바와 같이, 그리고 특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법에서, RFID 장착 금형 태그(100)는 타이어 금형 및/또는 타이어 금형 커버(500)의 외부 표면에 부착되고, RFID 장착 금형 태그(100)는 복수의 금형 세그먼트(420)(및/또는 금형 블래더(430) 및/또는 금형 비드 링(410))의 외부 표면(들)에 형성된 리세스(400)에 또는 내부에 부착된 수동형 RFID 장착 금형 태그(200)(및/또는 200,300)와 대비하여 다른 구성 및 RFID 판독 범위를 가지며 RFID 장착 금형 태그(100)는 수동형 RFID 장착 금형(200)(200,300)과 관련된 고유 식별자를 가질 뿐만 아니라 그것이 부착된 타이어 금형과 관련된 고유 식별자를 전달하도록 구성된다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법에서, 방법은 타이어 금형 및/또는 타이어 금형 커버(500)의 외부 표면에 부착된 RFID 장착 금형 태그(100)에 의해 제공되는 고유 RFID 식별자로 RFID 장착 타이어 금형의 위치를 찾는 단계를 더 포함할 수 있다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법에서, 그리고 타이어 금형의 위치를 찾은 후 그린 미가황 타이어를 내부에 제공하기 전에, RFID 장착 금형 태그가 외부 표면에 부착된 RFID 장착 타이어 금형과 관련된 각 금형 세그먼트가 존재하는 타이어 금형/타이어 금형 커버(500)의 외부 표면에 부착된 RFID 장착 금형 태그(100)뿐만 아니라 복수의 수동형 RFID 장착 금형 태그(200)(200,300)와 관련된 고유 RFID 식별자(들)을 통해 확인한다.
특정 양태에서, 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법에서, 금형 세그먼트가 존재하지 않는 경우, 방법은 그와 관련된 고유 수동형 RFID 식별자를 통해 누락된 금형 세그먼트의 위치를 찾는 단계 및 RFID 장착 금형 태그가 외부 표면에 부착된 타이어 금형과 함께 누락된 금형 세그먼트를 페어링하는 단계를 더 포함한다.
특정 양태에서 그리고 타이어 제조 및 품질 관리를 추적하기 위한 방법에서 그린 타이어를 가황하기 전에, 수동형 RFID 장착 금형 태그(즉, 다른 타이어 금형에 속하는 금형 세그먼트 및/또는 요소)가 부착된 외부 금형 세그먼트(extraneous mold segment)가 타이어 금형에 존재하는 경우, 방법은 관련된 고유 RFID 식별자에 의해 외부 금형 세그먼트를 식별하는 단계와, 외부 금형 세그먼트를 적절한 타이어 금형과 페어링하는 단계를 더 포함하고, RFID 장착 금형 태그를 가지는 적절한 타이어 금형은 외부 금형 세그먼트에 부착된 수동형 RFID 장착 태그와 관련된 고유 식별자를 가질 뿐만 아니라 그것이 부착되는 적절한 타이어 금형과 관련된 고유 RFID 식별자를 가지는 적절한 타이어 금형의 외부 표면에 부착된다.
RFID 장착 금형 태그를 구비한 키트
도 3a-11f를 고려하여, 그리고 또한 본 명세서에 개시된 것은 타이어 금형의 표면(예컨대, 타이어 금형 비드 링, 타이어 금형 세그먼트/슈, 타이어 금형 블래더/블래더 요소 플레이트 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 타이어 금형/요소의 외부 표면에 형성되고, 외부 표면은 가황 중에 타이어를 성형하지 않는 금형의 일부를 포함할 수 있거나 또는 외부 표면은 가황 중에 미리 결정된 형상으로 타이어를 성형하는 금형의 일부를 포함할 수 있음)의 리세스에 부착되도록 구성되고 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디기 위해 구성된 수동형 RFID 장착 금형 태그(200)(및/또는 200,300); 그리고 타이어 금형의 성형 표면의 리세스에 또는 내부에 수동형 RFID 장착 금형 태그를 영구적으로 부착하도록 구성된 에폭시 또는 실리콘 기반 재료(510)로서, 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디기 위해 구성된 에폭시 또는 실리콘 기반 재료를 포함하는 키트(kit)이다. 특정 양태에서, 또한, 키트에는 타이어 금형 및/또는 타이어 금형 커버(500)의 외부 표면에 부착되도록 구성된 RFID 장착 금형 태그(100)가 포함되며, RFID 장착 금형 태그는 수동형 RFID 장착 금형 태그와 대비하여 다른 구성과 RFID 판독 범위를 가지고, RFID 장착 금형 태그는 타이어 금형의 리세스에 또는 내부에 부착되도록 구성된 수동형 RFID 장착 금형 태그와 관련된 고유 식별자를 가질 뿐만 아니라 부착되는 타이어 금형 및/또는 타이어 금형 커버와 관련된 고유 식별자를 전달하도록 구성된다.
개시된 RFID 태그용 RF 기능부
전형적인 RFID 장치는 일반적으로 RF 신호를 무선으로 전송 및/또는 수신하기 위한 안테나와 이에 작동 가능하게 연결된 아날로그 및/또는 디지털 전자 장치를 포함한다. 소위 능동 또는 반 수동형(semi-passive) RFID 장치는 또한 배터리 또는 다른 적절한 전원을 포함할 수 있다. 일반적으로, 전자 장치는 집적 회로(IC) 또는 마이크로 칩 또는 다른 적절한 전자 회로를 통해 구현되며 예컨대, 통신 전자 장치, 데이터 메모리, 제어 로직 등을 포함할 수 있다.
종래의 RFID 장치는 예컨대, 저주파(LF) 범위(즉, 약 30kHz에서 약 300kHz까지), 고주파(HF) 범위(즉, 약 3MHz에서 약 30MHz까지) 및 초고주파(UHF) 범위(즉, 약 300MHz에서 약 3GHz까지)를 포함하는 다양한 주파수 범위 중 하나에서 종종 작동할 것이다. 수동형 장치는 일반적으로 앞서 언급한 주파수 범위 중 임의의 하나에서 작동할 것이다. 특히, 수동형 장치이 경우: LF 시스템은 일반적으로 약 124kHz, 125kHz 또는 135kHz에서 작동하고; HF 시스템은 일반적으로 약 13.56MHz에서 작동하며; UHF 시스템은 일반적으로 860MHz에서 960MHz까지의 대역을 사용한다. 대안적으로, 일부 수동형 장치 시스템은 또한 2.45GHz 및 다른 무선 스펙트럼(radio spectrum) 영역을 사용한다. 능동형 RFID 장치는 일반적으로 약 455MHz, 2.45GHz 또는 5.8GHz에서 작동한다. 종종 반 수동 장치는 2.4GHz 주변의 주파수를 사용한다.
RFID 장치의 판독 범위(즉, RFID 판독기가 RFID 장치와 통신할 수 있는 범위)는 일반적으로 예컨대, 장치의 유형(즉, 능동형, 수동형 등)과 같은 많은 요인에 의해 결정된다. 일반적으로, 수동형 LF RFID 장치(또한 LFID 또는 Low FID 장치로 지칭함)는 일반적으로 약 12인치(0.33 미터) 내에서 판독할 수 있고; 수동형 HF RFID 장치(또한 HFID 또는 HighFID 장치로 지칭함)는 일반적으로 최대 3피트(1 미터)에서 판독할 수 있으며; 수동형 UHF RFID 장치(또한 UHFID 장치로 지칭함)는 일반적으로 약 3.05 미터(10 피트) 이상에서 판독할 수 있다. 수동형 RFID 장치의 판독 범위에 영향을 미치는 하나의 중요한 요인은 장치에서 판독기로 데이터를 전송하는데 사용되는 방법이고, 즉, 장치와 판독기 사이의 결합 모드는 일반적으로 유도 결합(inductive coupling) 또는 복사/전파 결합(radiative/propagation coupling)일 수 있다. 수동형 LFID 장치 및 수동형 HFID 장치는 일반적으로 장치와 판독기 사이의 유도 결합을 사용하는 반면, 수동형 UHFID 장치는 일반적으로 장치와 판독기 사이의 복사 또는 전파 결합을 사용한다.
대안적으로, 복사 또는 전파 결합 응용분야(예컨대, 수동형 UHFID 장치에서 일반적으로 사용되는 것과 같이)에서 판독기와 장치의 각 안테나 사이에 전자기장을 형성하는 대신 판독기는 장치를 비추는 전자기 에너지를 방출한다. 차례로, 장치는 안테나를 통해 판독기에서 에너지를 수집하고, 장치의 IC 또는 마이크로 칩은 수집된 에너지를 사용하여 장치 안테나 상의 부하를 변경하고 변경된 신호, 즉 후방 산란(backscatter)을 다시 반사한다. 일반적으로 UHFID 장치는 다양한 다른 방식으로 데이터를 통신할 수 있고, 예컨대, 판독기로 다시 전송되는 반사파의 진폭을 증가시키고(즉, 진폭 이동 키잉), 반사파를 이동시켜 수신된 파형이 위상을 벗어나거나(즉, 위상 이동 키잉) 또는 반사파의 주파수를 변경한다(즉, 주파수 이동 키잉). 아무튼, 판독기는 후방 산란 신호를 포착하고 변경된 파형을 판독기 또는 보조 컴퓨터가 이해할 수 있는 데이터로 변환한다.
또한, RFID 장치에 사용되는 안테나는 일반적으로 예컨대, 의도된 응용 분야, 장치 유형 (즉, 능동형, 수동형, 반 능동형 등), 원하는 판독 범위, 장치 대 판독기 결합 모드(device-to-reader coupling mode), 장치의 작동 주파수 등과 같은 수많은 요인에 의해 영향을 받는다. 예컨대, 수동형 LFID 장치는 일반적으로 판독기와 유도 결합되고 장치 안테나에서 유도된 전압은 장치의 작동 주파수에 비례하기 때문에, 수동형 LFID 장치에는 일반적으로 장치의 IC 또는 마이크로 칩을 작동하는데 충분한 전압을 생성하도록 많은 회전(turns)을 가지는 코일 안테나가 제공된다. 비교적 기존의 HFID 수동형 장치에는 보통 수십 센티미터 정도의 판독 범위를 제공할 수 있는 평면 나선형(예컨대, 신용 카드 크기의 폼 팩터(form factor)에서 5 내지 7 회 회전) 안테나가 종종 제공될 것이다. 일반적으로, HFID 안테나 코일은(예컨대, LFID 안테나 코일과 비교하여) 생산 비용이 적게들 수 있는데, 이는 예컨대 리소그래피(lithography) 등과 같은 와이어 권선(wire winding)보다 상대적으로 저렴한 기술을 사용하여 만들어질 수 있기 때문이다. UHFID 수동형 장치는 일반적으로 판독기 안테나와 방사성 및/또는 전파 방식으로 결합되며 결과적으로 기존의 다이폴-형(dipole-like) 안테나를 종종 사용할 수 있다.
전술한 설명은 단지 예의 방식에 의해 본 발명의 실시예를 제공한다. 다른 실시 예가 유사한 기능을 수행하고 및/또는 유사한 결과를 달성할 수 있다는 것이 예상된다.

Claims (49)

  1. 키트는:
    (a) 타이어 금형의 표면의 리세스에 또는 내부에 부착되도록 구성되고 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디도록 구성된 수동형 RFID 장착 금형 태그; 및
    (b) 상기 수동형 RFID 장착 금형 태그를 상기 타이어 금형의 상기 표면의 리세스에 또는 내부에 영구적으로 부착하도록 구성된 에폭시 또는 실리콘 기반 재료- 상기 에폭시 또는 실리콘 기반 재료는 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디도록 구성됨 -를 포함하는 키트.
  2. 제1항에 있어서,
    (c) 타이어 금형 또는 타이어 금형 커버의 외부 표면에 부착되도록 구성된 RFID 장착 금형 태그를 더 포함하고, 상기 RFID 장착 금형 태그는 상기 수동형 RFID 장착 금형 태그와 대비하여 다른 구성과 RFID 판독 범위를 가지며, 상기 RFID 장착 금형 태그는 타이어 금형의 리세스에 또는 내부에 부착되도록 구성된 상기 수동형 RFID 장착 금형 태그와 관련된 고유 식별자를 가질 뿐만 아니라 그것이 부착된 상기 타이어 금형 또는 타이어 금형 커버와 관련된 고유 식별자를 전달하도록 구성된 것을 특징으로 하는 키트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타이어 금형의 상기 표면의 상기 리세스에 또는 내부에 부착되도록 구성된 상기 수동형 RFID 장착 금형 태그는:
    (i) 상기 수동형 RFID 장치로부터 이격된 5 내지 20 센티미터인 수동형 RFID 판독 범위를 위해 구성된 수동형 RFID 장치; 및
    (ii) 상기 RFID 장치를 내부에 완전히 수용하고 타이어 가황과 관련된 반복적인 열 팽창 및 수축을 견디기 위해 구성된 경질 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  4. 제3항에 있어서.
    상기 경질 하우징은 금속 또는 금속 합금, 세라믹 재료, 또는 경질 폴리머로 형성되고 상기 경질 하우징 내부에 완전히 상기 수동형 RFID 장치를 수납하여 수용하기 위해 내부에 형성된 리세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수동형 RFID 장치는 상기 경질 하우징 내부에 영구적으로 부착되고 수용되는 것을 특징으로 하는 키트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수동형 RFID 장착 금형 태그의 상기 경질 하우징은 내부에 상기 수동형 RFID 장치를 수용하도록 구성된 평면형 헤드와 상기 평면형 헤드에 부착되고 이격되어 연장되는 연장 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연장 부분은 상기 타이어 금형의 상기 표면의 상기 리세스에 상기 수동형 RFID 장착 금형 태그를 고정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 키트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 연장 부분은 나사산 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 키트.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 수동형 RFID 장치는 상기 경질 하우징 내부에 제거 가능하게 위치된 것을 특징으로 하는 키트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수동형 RFID 장착 금형 태그의 상기 경질 하우징은 내부에 상기 수동형 RFID 장치를 제거 가능하게 수용하도록 구성된 평면형 헤드와 상기 평면형 헤드에 부착되고 이격되어 연장되는 연장 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수동형 RFID 장착 금형 태그의 상기 경질 하우징의 상기 평면형 헤드는 내부에 제거 가능한 압입 또는 마찰 고정 삽입부를 수용하도록 구성된 오목한 부분을 포함하고, 상기 압입 또는 마찰 고정 삽입부는 내부에 수동형 RFID 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연장 부분은 상기 타이어 금형의 상기 표면의 상기 리세스에 상기 수동형 RFID 장착 금형 태그를 고정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 키트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연장 부분은 나사산 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 키트.
  14. 제3항에 있어서,
    타이어 금형의 외부 표면에 부착되도록 구성된 상기 RFID 장착 금형 태그는 상기 RFID 장착 금형 태그로부터 이격된 0.25 미터 내지 10 미터인 판독 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 키트.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 RFID 장착 금형 태그는 유연한 기판 및 내부에 내장된 RFID 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 RFID 장착 금형 태그의 상기 유연한 기판의 적어도 하나의 외부 표면은 상기 RFID 장착 금형 태그를 상기 타이어 금형의 외부 표면에 부착하기 위해 실리콘 접착제 또는 에폭시 접착제로 코팅되거나 상기 RFID 장착 금형 태그는 패스너(fastener)에 의해 상기 타이어 금형의 상기 외부 표면에 부착되도록 구성된 것을 특징으로 하는 키트.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 RFID 장착 금형 태그의 상기 RFID 장치는 수동형 RFID를 위해 장착된 것을 특징으로 하는 키트.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 RFID 장착 금형 태그의 상기 RFID 장치는 상기 수동형 RFID 장착 금형 태그와 관련된 고유 식별자에 의해 식별되는 상기 타이어 금형 및 내부에 위치한 각각의 특정 타이어 금형 요소의 위치를 식별하도록 구성되고, 상기 수동형 RFID 장착 금형 태그는 상기 타이어 금형의 개별 요소와 관련된 고유 식별자를 전달하도록 구성되며, 상기 개별 요소는 금형 슈, 금형 비드 링, 금형 블래더, 또는 금형 세그먼트 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
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