KR20170002272U - 고무 타이어의 내부에 사용되는 rfid 장치 및 이의 설치 방법 - Google Patents

고무 타이어의 내부에 사용되는 rfid 장치 및 이의 설치 방법 Download PDF

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Abstract

고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치 및 RFID 장치의 설치 방법이 제공되며, RFID 장치는 무선 주파수 칩, 무선 주파수 칩의 안테나 핀, 및 안테나 핀에 연결된 안테나를 포함한다. 무선 주파수 칩은 평활 표면을 가지는 슬리브에 패키징되고, 안테나 핀은 슬리브로부터 연장되어 있고, 안테나는 안테나 핀에 고정되어 있다. 슬리브는 원통형이고 그러한 슬리브에는 두 개의 단부 개구가 마련되어 있으며, 두 개의 안테나 핀이 마련되고 무선 주파수 칩의 두 개의 단부에 각각 연결되어 있으며, 두 개의 안테나 핀은 원통형 슬리브의 두 개의 단부 개구로부터 각각 연장되어 있다. 칩과 기재의 납땜에 의해서 유발되는 프로세스 및 품질 문제가 회피되고, 예리한 기재 가장자리에 의해서 절개되는 고무의 위험이 방지되며, 생산 효율 및 생산 품질이 효과적으로 향상될 수 있다.

Description

고무 타입 내에 사용되는 RFID 장치 및 RFID 장치 설치 방법 {RFID DEVICE USED WITHIN RUBBER TYPE, AND INSTALLATION METHOD FOR RFID DEVICE}
본 고안은 고무 제품 및 전자 정보 기술의 기술 분야에 속하며, RFID(무선 주파수 태그: radio frequency tag)에서의 개선에 관한 것이고, 더 구체적으로, 본 고안은 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치이다.
RFID(무선 주파수 태그)는 자동 인식을 실현할 수 있는 비-접촉식 전자 태그이다. 모든 RFID 태그는 그 자체의 고유 인식 코드를 지닌다. 정보 캐리어(information carrier)(예컨대, 고무 타이어)의 내부에 이식되거나 정보 캐리어의 표면에 부착되는 때에, RFID 태그는 전체로서 캐리어와 통합될 수 있다. 외부 판독-기록 장비(read-write equipment)에 의해서 구동되면, RFID 태그는 임의의 시점에서 데이터를 전송, 판독 및 기록할 수 있을 뿐만 아니라, 제조, 판매, 사용 및 보상에서와 같은 전체 프로세스(process) 동안에 캐리어의 상태를 실시간으로 감독할 수 있다. RFID(무선 주파수 태그)는 상이한 분야에서 광범위하게 사용되고 있다.
RFID(무선 주파수 태그) 장치는 주로 칩(집적회로), 기재(substrate)(특정의 모양을 가지는 인쇄 회로 기판) 및 안테나를 포함하고, 여기서, 칩은 칩의 핀을 통해서 기재에 납땜되고, 안테나의 단부가 또한 기재 상에 납땜된다. RFID 태그는 타이어 성형 동안에 타이어의 내부에 이식되고 고온 경화에 의해서 타이어와 일체화된다. RFID 태그는 특정의 정보를 기록하기 위해서 타이어의 전체 수명 동안 사용되어서 타이어 제품의 판매, 위조 방지(anti-counterfeiting), 사기 방지(anti-fraud), 및 보상 등의 문제를 해결하는데 도움을 준다.
고무 타이어의 내부에 사용되는 종래 기술의 RFID(무선 주파수 태그)는 몇 가지 단점을 지닌다:
1. 기재 구조체 및 SMT 납땜 인쇄 프로세스가 이용되고, 여기서, 기재의 크기는 비교적 작다. 따라서, 제조시 작은 크기의 기재를 파지(grasp)하기 위해서 특수 클램핑 도구(clamping tool)로 복수의 조각을 모아 놓을 필요가 있고, 또한, 납땜 후에 선별 및 에징(edging)의 공정을 수반한다. 제조 프로세스가 복잡하고, 많은 수작업을 필요로 하며, 이는 대량 생산에 부정적인 영향을 주는 RFID 태그의 일정하지 않은 품질을 초래한다.
2. 기재는 예리한 가장자리를 가지면서 얇다. 비록, RFID 태그가 타이어 성형 동안에 비교적 양호한 상태로 고무와 일체화될 수 있지만, 타이어의 변형 및 항복(yield)이 고무의 내부에 마찰을 가하고, 이는 프로세스 동안의 기재에 의한 절개 또는 타이어의 내부의 손상 및 잠재적인 안전의 위험성을 초래할 가능성이 높다.
3. 종래 기술의 RFID는 상이한 면에서 상이한 구조를 지닌다. RFID 태그가 고무 타이어의 층간 내에 수직으로 배열되면, 기포가 발생할 수 있고, 그러한 기포는 성형 동안 배출되기 어려워, 추가로, 타이어 품질의 저하를 초래한다. 더욱이, 대량 생산 동안 타이어에 자동으로 이식되는 때에, RFID 전자 태그는 전면을 후면과 구별하고 그의 이식 상태를 구별할 것이 요구되며, 그에 따라서, 자동 이식 장치의 설계가 훨씬 더 어려워진다.
4. RFID 태그는 안테나와 RF 모듈 사이의 연결에 의존하여 데이터를 송신 및 수신한다. 그러나, 제조 또는 사용 동안의 타이어의 신축(stretch) 및 변형이 파괴, 손상 또는 노화로 인해서 안테나와 RF 모듈의 분리를 유발시킬 수 있고, 추가로, RFID 태그의 고장을 유발시킨다.
본 고안의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하고 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치를 제공하는 것이고, 여기서, 기재가 칩의 모양 및 구조를 개선시킴으로써 제거되고, 그에 따라서, 고무가 기재의 예리한 가장자리에 의해서 절개되는 것이 회피될 수 있고, 프로세스가 단순화되어 고무 타이어 제품의 품질을 보장할 수 있다.
고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치는 무선 주파수 칩, 무선 주파수 칩의 안테나 핀, 및 안테나 핀에 연결된 안테나를 포함하고, RFID 장치는 무선 주파수 칩이 평활 표면을 가지는 슬리브(sleeve)에 패키징(packaging)되고, 안테나 핀이 슬리브로부터 연장되어 있고, 안테나가 안테나 핀에 고정되는 것을 특징으로 한다.
개선된 기술적 해결책은 슬리브가 원통형이고 그러한 슬리브에는 두 개의 단부 개구가 마련된다는 것이다. 두 개의 안테나 핀이 마련되며 무선 주파수 칩의 두 단부에 각각 연결된다. 두 개의 안테나 핀은 원통형 슬리브의 두 단부 개구로부터 각각 연장되어 있다.
안테나와 안테나 핀 사이의 연결은 안테나 핀의 외부 표면을 통해서 실현된다. 더 구체적으로, 두 개의 안테나가 나선 구조로 연장되어 있다. 두 개의 스프링 안테나의 각각의 한 단부는 하나의 안테나 핀의 외부 표면을 각각 둘러싸고 있다. 스프링 안테나의 내경은 안테나 핀의 외경보다 약간 더 작다. 상기 언급된 기술적 해결책의 추가의 개선은 스프링 안테나의 내경이 안테나 핀의 외경보다 약간 더 크다는 것이다. 스프링 안테나는 납땜, 스탬핑(stamping) 또는 전기도금(electroplating)을 통해서 안테나 핀에 견고하게 연결되어 있다. 안테나와 안테나 핀 사이의 연결은 또한 안테나 핀의 내부 표면을 통해서 실현될 수 있다. 더 구체적으로, 슬리브는 두 개의 단부 개구를 가지는 실린더이다. 두 개의 안테나 핀이 마련되며, 안테나 핀의 각각은 무선 주파수 칩의 한 단부에 각각 연결된다. 나선 구조로 연장되는 두 개의 안테나가 마련된다. 안테나 핀은 슬리브로부터 연장되거나 슬리브의 내부에 설치되는 중공 실린더이다. 스프링 안테나의 각각의 한 단부는 안테나 핀의 중공 실린더 내로 각각 삽입되고, 스프링 안테나의 외경이 안테나 핀의 내경보다 약간 더 크다.
상기-언급된 기술적 해결책의 추가의 개선은 슬리브가 두 개의 단부 개구를 가지는 실린더라는 것이다. 두 개의 안테나 핀이 마련되고, 안테나 핀의 각각은 무선 주파수 칩의 한 단부에 각각 연결된다. 나선 구조로 연장되는 두 개의 안테나가 있다. 안테나 핀은 슬리브로부터 연장되거나 슬리브의 내부에 설치되는 중공 실린더이다. 스프링 안테나의 각각의 한 단부는 안테나 핀의 중공 실린더 내로 각각 삽입되고, 스프링 안테나의 외경이 안테나 핀의 내경보다 약간 더 작다. 스프링 안테나는 납땜, 스탬핑 또는 전기도금에 의해서 안테나 핀에 견고하게 연결되어 있다.
안테나와 안테나 핀 사이의 접촉 면적을 확대시키고 또한 연결의 견고성을 향상시키기 위해서, 안테나 핀과 연결되는 스프링 안테나의 부분의 나선 피치(spiral pitch)는 스프링 안테나의 다른 부분의 것들보다 더 작다.
본 고안은 또한 RFID 장치의 설치 방법을 제공하고, 특히, RFID 장치는 무선 주파수 칩, 무선 주파수 칩의 안테나 핀, 및 안테나 핀에 연결된 안테나를 포함하며, 무선 주파수 칩 및 이의 안테나 핀은 평활 표면을 지니는 슬리브에 패키징되고, 안테나와 안테나 핀은 서로 슬리브 연결되어 있다.
안테나는 슬리브 연결에 있어서 안테나 핀의 외부 표면을 둘러싸도록 설치되어 있다. 더 구체적으로, 안테나 핀은 슬리브로부터 연장되어 있고, 안테나는 나선으로 연장되는 모양을 하고 있으며, 안테나는 안테나 핀의 외부 표면을 둘러싸도록 마련되어 있고, 억지 끼워맞춤(interference fit)이 안테나와 안테나 핀 사이에 사용된다.
개선된 기술적 해결책은 안테나 핀이 슬리브로부터 연장되어 있고, 안테나가 나선 구조로 연장되며, 안테나가 안테나 핀의 외부 표면을 둘러싸도록 마련되고, 이어서, 납땜, 스탬핑 또는 전기도금에 의해서 안테나 핀과 견고하게 연결되는 것이다.
추가로, 안테나와 안테나 핀 사이의 슬리브 연결은 안테나를 안테나 핀 내로 삽입시킴으로써 실현될 수 있다. 더 구체적으로, 안테나 핀은 중공 실린더이고, 안테나는 나선 구조로 연장되고, 안테나는 안테나 핀 내로 삽입되어 있고, 억지 끼워맞춤이 안테나와 안테나 핀 사이에 사용된다.
개선된 기술적 해결책은 안테나 핀이 중공 실린더이고, 안테나가 나선 구조로 연장되고, 안테나가 안테나 핀 내로 삽입되어 있으며, 이어서, 납땜, 스탬핑 또는 전기도금에 의해서 안테나 핀과 견고하게 연결되어 있다는 것이다.
안테나와 안테나 핀 사이의 접촉 면적을 확대시키고, 또한, 연결의 견고성을 향상시키기 위해서, 안테나 핀과 연결되는 스프링 안테나의 부분의 나선 피치가 감소된다.
종래 기술과 비교해 보면, 본 고안은 하기 이점을 지닌다:
본 고안에서 개시되는 RFID 장치(무선 주파수 태그)에서 그리고 또한 설치 방법에서 사용되는 기재가 없으며, 그에 따라서, 기재의 예리한 가장자리에 의해서 절개됨으로써 유발되는 고무의 손상 및 기재와 칩을 위한 복잡한 납땜 프로세스에 의해서 유발되는 품질 문제가 회피될 수 있고, 그 결과, 제품 품질 및 효율이 고도로 개선될 수 있다.
도 1은 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 실시예의 정면도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 다른 실시예의 정면도이다.
도 4는 도 3의 측면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 참조 번호는 무선 주파수 칩(1), 안테나 핀(2), 안테나(3) 및 슬리브(4)이다.
본 고안의 목적, 기술적 해결책 및 이점은 실시예를 더욱 분명하게 될 것이다. 이하 본 고안의 실시예가 첨부된 도면을 참조로 하여 설명된다. 분명하게는, 기재된 실시예는 본 고안의 실시예의 일부이고, 전체 실시예가 아니다. 창작 작업 없이 본 고안의 실시예를 기반으로 하여 당업자에 의해서 얻어지는 다른 실시예는 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 실시예를 도시하고 있으며, RFID 장치는, 무선 주파수 칩(1), 무선 주파수 칩(1)의 안테나 핀(2), 및 안테나 핀(2)에 연결된 안테나(3)를 포함한다. 무선 주파수 칩(1)은 평활 표면을 가지는 슬리브(4)에 패키징되고, 안테나 핀(2)은 슬리브(4)로부터 연장되어 나와 있고, 안테나(3)는 안테나 핀(2)에 고정된다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 슬리브(4)는 원통형이고 그러한 슬리브에는 두 개의 단부 개구가 마련되어 있다. 두 개의 안테나 핀(2)이 마련되고 무선 주파수 칩(1)의 두 단부에 각각 연결되어 있다. 두 개의 안테나 핀(2)은 원통형 슬리브(4)의 두 단부 개구로부터 각각 연장되어 있다. 두 개의 안테나(3)가 나선 구조로 연장되어 있다. 스프링 안테나(3)의 내경은 안테나 핀(2)의 외경보다 약간 더 크다. 두 개의 스프링 안테나(3)의 각각의 한 단부는 한 개의 안테나 핀(2)의 외부 표면을 각각 둘러싸고 있으며, 납땜, 스탬핑 또는 전기도금에 의해서 안테나 핀(2)에 견고하게 고정된다. 억지 끼워맞춤이 또한 스프링 안테나(3)와 안테나 핀(2)을 견고하게 연결시키기 위해서 사용될 수 있다. 즉, 스프링 안테나(3)의 내경이 안테나 핀(2)의 외경보다 약간 더 작다.
태그를 제조하기 위한 프로세스 동안에, 스프링 안테나(3)는 안테나 핀(2)을 둘러싸도록 설치되어 있으며, 안테나 핀(2)은 스프링 안테나(3)의 중앙에 있고, 이어서, 납땜, 스탬핑 또는 전기도금이 스프링 안테나(3)와 안테나 핀(2)을 견고하게 연결시키기 위해서 사용된다. 안테나(3)와 안테나 핀(2) 사이의 신뢰 가능한 접촉을 확실히 하기 위해서, 안테나 핀(2)에 연결된 스프링 안테나(3)의 부분들 사이의 나선 피치가 적절히 감소되어 접촉 면적을 확대시키고 땜납의 견고성을 향상시킨다.
일체화된 무선 주파수 칩(1)의 모양은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 실린더로 제한되지 않으며, 구체와 같은 모양 또는 둔각을 지니는 다른 모양, 예컨대, 정육면체 모양이 또한 설계에 사용될 수 있다. 절개에 의해서 유발되는 고무 손상이 회피될 수 있다. 그러나, 짝수의 안테나 핀(2)이 있어야 하며, 안테나 핀의 모양의 설계는 견고한 방식으로 안테나에 용이하게 연결할 것을 요구한다.
도 3 및 도 4는 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 다른 실시예를 도시하고 있고, 실시예의 기본 구조는 상기 기재된 실시예의 것과 동일하다. 본 실시예가 상기 실시예와 구별되는 것은, 본 실시예에서는, 안테나 핀(2)이 중공 실린더이고, 스프링 안테나(3)가 안테나 핀(2) 내로 삽입되고, 스프링 안테나(3)가 안테나 핀(2)의 중앙에 있고, 스프링 안테나(3)가 납땜, 스탬핑 또는 전기도금에 의해서 안테나 핀(2)에 견고하게 연결되어 있다는 것이다. 억지 끼워맞춤이 또한 스프링 안테나(3)와 안테나 핀(2)을 견고하게 연결시키기 위해서 사용될 수 있다. 즉, 스프링 안테나(3)의 외경이 안테나 핀(2)의 내경보다 약간 더 크다.
도 3 및 도 4에 도시된 구조의 개선으로서, 안테나 핀(2)이 슬리브(4)로부터 연장되는 대신에 슬리브(4)의 내부에 배열될 수 있다(도시 생략).
상기 실시예는 본 고안의 기술적 해결책을 단지 예시하는 것이고 본 고안에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다. 실시예를 참고로 하여 본 고안이 상세하게 설명되어 있지만, 당업자는 본 고안의 기술적 해결책이 변화될 수 있거나 기술적 특징 중 일부가 균등하게 치환될 수 있고, 이들 변화 또는 치환이 상응하는 기술적 해결책을 본 고안의 실시예의 사상 및 범위를 벗어나게 하지 않는다는 것을 용이하게 인식할 수 있다.

Claims (13)

  1. 무선 주파수 칩(radio frequency chip), 무선 주파수 칩의 안테나 핀(antenna pin), 및 안테나 핀에 연결된 안테나를 포함하는 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치로서,
    무선 주파수 칩이 평활 표면을 가지는 슬리브(sleeve)에 패키징(packaging)되고, 안테나가 안테나 핀에 고정되는 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    슬리브가 원통형이고, 슬리브에는 두 개의 단부 개구가 마련되며, 두 개의 안테나 핀이 마련되고, 무선 주파수 칩의 두 단부에 각각 연결되며, 두 개의 안테나 핀이 원통형 슬리브의 두 개의 단부 개구로부터 각각 연장되어 있는 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    두 개의 안테나가 제공되고, 안테나는 나선 구조로 연장되는 스프링 안테나이고, 두 개의 스프링 안테나의 각각의 한 단부가 하나의 안테나 핀의 외부 표면을 각각 둘러싸고 있으며, 스프링 안테나의 내경이 안테나 핀의 외경보다 약간 더 작은 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    스프링 안테나의 내경이 안테나 핀의 외경보다 약간 더 크고, 스프링 안테나가 납땜, 스탬핑 또는 전기도금에 의해서 안테나 핀에 고정되는 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    슬리브가 두 개의 단부 개구를 가지는 실린더이고, 두 개의 안테나 핀이 마련되며, 안테나 핀의 각각은 무선 주파수 칩의 한 단부에 각각 연결되고, 두 개의 안테나가 마련되며, 안테나는 나선 구조로 연장되는 스프링 안테나이고, 안테나 핀은 중공 실린더이며, 안테나 핀이 슬리브의 단부 개구로부터 연장되어 있거나 슬리브의 내부에 배열되고, 스프링 안테나의 각각의 한 단부가 안테나 핀의 중공 실린더 내로 삽입되며, 스프링 안테나의 외경이 안테나 핀의 내경보다 약간 더 큰 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    슬리브가 두 개의 단부 개구를 가지는 실린더이고, 두 개의 안테나 핀이 마련되며, 안테나 핀의 각각이 무선 주파수 칩의 한 단부에 각각 연결되고, 두 개의 안테나가 마련되며, 안테나는 나선 구조로 연장되는 스프링 안테나이고, 안테나 핀은 중공 실린더이며, 안테나 핀이 슬리브의 단부 개구로부터 연장되어 있거나 슬리브의 내부에 배열되고, 스프링 안테나의 각각의 한 단부가 안테나 핀의 중공 실린더 내로 삽입되고, 스프링 안테나의 외경이 안테나 핀의 내경보다 약간 더 작고, 스프링 안테나가 납땜, 스탬핑 또는 전기도금에 의해서 안테나 핀에 고정되는 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치.
  7. 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    안테나 핀과 연결되는 스프링 안테나의 부분의 나선 피치가 스프링 안테나의 다른 부분의 나선 피치보다 더 작은 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치.
  8. 무선 주파수 칩, 무선 주파수 칩의 안테나 핀, 및 안테나 핀에 연결된 안테나를 포함하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 설치 방법으로서,
    안테나와 안테나 핀이 평활 표면을 가지는 슬리브에 패키징되고, 안테나와 안테나 핀이 서로 슬리브 연결되어 있는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 설치 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    안테나 핀이 슬리브로부터 연장되어 있고, 안테나는 나선 구조로 연장되는 스프링 안테나이고, 안테나는 안테나 핀의 외부 표면을 둘러싸도록 설치되어 있으며, 억지 끼워맞춤(interference fit)이 안테나와 안테나 핀 사이에 사용되는 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 설치 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    안테나 핀이 슬리브로부터 연장되어 있고, 안테나는 나선 구조로 연장되는 스프링 안테나이고, 안테나는 안테나 핀의 외부 표면을 둘러싸도록 설치되어 있으며, 안테나가 납땜, 스탬핑 또는 전기도금에 의해서 안테나 핀에 견고하게 연결되는 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 설치 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    안테나 핀이 중공 실린더이고, 안테나는 나선 구조로 연장되는 스프링 안테나이고, 안테나가 안테나 핀 내로 삽입되며, 억지 끼워맞춤이 안테나와 안테나 핀 사이에 사용되는 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 설치 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    안테나 핀이 중공 실린더이고, 안테나는 나선 구조로 연장되는 스프링 안테나이고, 안테나가 안테나 핀 내로 삽입되며, 안테나가 납땜, 스탬핑 또는 전기도금에 의해서 안테나 핀에 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 설치 방법.
  13. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    안테나 핀에 연결된 스프링 안테나의 부분의 나선 피치가 안테나와 안테나 핀 사이의 접촉 면적을 확대시키도록 감소되는 것을 특징으로 하는, 고무 타이어의 내부에 사용되는 RFID 장치의 설치 방법.
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