WO2019151475A1 - 無線通信デバイス及び繊維製品 - Google Patents

無線通信デバイス及び繊維製品 Download PDF

Info

Publication number
WO2019151475A1
WO2019151475A1 PCT/JP2019/003599 JP2019003599W WO2019151475A1 WO 2019151475 A1 WO2019151475 A1 WO 2019151475A1 JP 2019003599 W JP2019003599 W JP 2019003599W WO 2019151475 A1 WO2019151475 A1 WO 2019151475A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wireless communication
communication device
rfic element
sheath
rfid module
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/003599
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅彦 近藤
誠 安武
加藤 登
侑樹 藪原
修 大西
雄士 中井
恵里子 正部家
信秋 大沼
Original Assignee
株式会社村田製作所
岡本株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所, 岡本株式会社 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP2019530847A priority Critical patent/JP6591726B1/ja
Publication of WO2019151475A1 publication Critical patent/WO2019151475A1/ja

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/04Blended or other yarns or threads containing components made from different materials
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/36Cored or coated yarns or threads
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04BKNITTING
    • D04B1/00Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/14Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • D04B1/16Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials synthetic threads
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04BKNITTING
    • D04B1/00Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/22Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes specially adapted for knitting goods of particular configuration
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/02Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the selection of materials, e.g. to avoid wear during transport through the machine
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40Radiating elements coated with or embedded in protective material

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication device and a textile product having the wireless communication device.
  • Patent Document 1 a device described in Patent Document 1 is known.
  • a support having an electronic component attached thereto is wound around and fixed to the surface of the yarn on which the conductive pattern is formed, and a holding yarn is wound around the yarn to cover at least a part of the electronic component.
  • a composite yarn is described.
  • an RFID (Radio-Frequency IDentification) module can be attached to a textile product as an electronic component by weaving, sewing, or knitting the composite yarn into the textile product.
  • Patent Document 1 still has room for improvement in terms of easier attachment to a textile product and suppression of RFID module dropout with a simpler configuration.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problem, and is a wireless communication device that can be more easily attached to a textile product and can prevent the RFID module from falling off with a simpler configuration, and the wireless communication. It is to provide a textile product having a device.
  • a wireless communication device includes: An RFID module comprising an RFIC element and a conductive antenna line connected to the RFIC element; A sheath disposed at least on the outer periphery of the RFIC element; With At least a part of the sheath is configured to include a thread containing a thermoplastic resin.
  • the wireless communication device can be more easily attached to a textile product, and can prevent the RFID module from falling off with a simpler configuration.
  • a wireless communication device includes an RFID module including an RFIC element and an antenna line having conductivity connected to the RFIC element; A sheath disposed at least on the outer periphery of the RFIC element; With At least a part of the sheath is configured to include a thread containing a thermoplastic resin.
  • the wireless communication device is made into the fiber product by thermocompression bonding to the fiber product (melting and solidifying the thermoplastic resin).
  • the RFIC element can be fixed in the sheath by melting and solidifying the thermoplastic resin. Therefore, the RFID module can be prevented from dropping off with a simpler configuration.
  • the said sheath part may be comprised so that the said RFID module may be coat
  • the RFIC element may be entirely covered with the melted and solidified thermoplastic resin. According to this configuration, the waterproofness, durability, and insulation of the RFIC element can be improved. Thereby, for example, even when a textile product to which a wireless communication device is attached is washed, it is possible to prevent the RFIC element from getting wet and malfunctioning.
  • both end portions of the sheath portion may be closed with the melted and solidified thermoplastic resin. According to this structure, it can suppress more reliably that RFID module slips out from a sheath part.
  • the sheath portion may include a knitted fabric knitted with the yarn.
  • stretchability and flexibility can be imparted to the sheath.
  • the sheath portion can be handled in the same manner as the yarn constituting the knitted fabric such as socks and clothes, and it is possible to knit or weave using a knitting machine or a loom.
  • the knitted fabric is easily entangled with the RFID module, and the RFID module can be further prevented from coming out of the sheath.
  • the antenna wire is helically wound around the outer periphery of the RFIC element, and is configured to be magnetically coupled to the RFIC element.
  • a part of the antenna wire wound around the outer periphery of the RFIC element is the knitting You may protrude in the stitches of at least a part of the ground. According to this configuration, the movement of a part of the antenna wire can be restricted within the stitches of the knitted fabric, so that the RFID module can be further prevented from coming out of the sheath.
  • the yarn may include a first yarn portion and a second yarn portion having a higher melting point than the first yarn portion. According to this configuration, the RFID module and the thermoplastic resin can be more closely adhered by melting only the first thread part and leaving the second thread part unmelted. In addition, when the second yarn portion remains and an excessive thickness is generated, both the yarn portions can be melted with a time difference.
  • first yarn portion and the second yarn portion may be aligned and knitted.
  • the shape of the knitted fabric can be maintained by melting only the first yarn portion and attaching the wireless communication device to the textile product and leaving the second yarn portion without melting.
  • the knitted fabric can be entangled with the RFID module, and the RFID module can be prevented from coming out of the sheath.
  • the RFID module can be made inconspicuous.
  • the first yarn portion knitted a tubular knitted fabric on the outer periphery of the RFID module and the second yarn portion has the first yarn so that the first yarn portion is in close contact with the outer periphery of the RFID module. It may be helically wound around the outer periphery of the part. According to this configuration, the RFID module can be further prevented from coming out of the sheath without damaging the RFID module.
  • any one of the wireless communication devices is attached via the melted and solidified thermoplastic resin. According to this configuration, for example, even when the textile product is repeatedly washed, it is possible to prevent the wireless communication device from being detached from the textile product and to prevent the RFIC element from coming out of the sheath portion.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless communication device 1 includes an RFID (Radio-Frequency IDentification) module 2 and a sheath 3 arranged on the outer periphery of the RFID module 2.
  • RFID Radio-Frequency IDentification
  • the RFID module 2 includes an RFIC (Radio-Frequency Integrated Circuit) element 4 and a conductive antenna line 5 connected to the RFIC element 4.
  • RFIC Radio-Frequency Integrated Circuit
  • the sheath 3 is formed in a cylindrical shape so as to cover at least the outer periphery of the RFIC element 4.
  • the sheath part 3 is formed so as to cover the entire RFID module 2 so that the RFID module 2 becomes a core part of the core-sheath structure.
  • At least a part of the sheath part 3 includes a thread containing a thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin is melted and solidified, and the sheath portion 3 and the RFID module 2 are fixed via the melted and solidified thermoplastic resin. Is done.
  • the thermoplastic resin is melted and solidified, and the wireless communication device 1 can be attached to the fiber product via the melted and solidified thermoplastic resin. .
  • Thermoplastic resin is a resin having the property of being melted and solidified by heating.
  • the thermoplastic resin include polyurethane resin, polyethylene resin, polyester resin, polyamide resin, and polypropylene resin.
  • yarn containing a thermoplastic resin the thermoplastic synthetic fiber thread
  • Textile products are obtained, for example, by weaving, knitting, joining with an adhesive or heat treatment, twisting, or assembling using natural fiber, semi-synthetic fiber, or synthetic fiber yarn It is a product manufactured using woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric, twisted string, braided string.
  • the textile products include clothes such as socks and clothes, labels, ropes, shoelaces, fishing nets, building nets, and the like.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example in which the wireless communication device 1 is thermocompression bonded to the sock S by the iron IR.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example in which the wireless communication device 1 is thermocompression bonded to the clothes C by the iron IR.
  • the wireless communication device 1 can be thermocompression bonded anywhere on the socks S and the clothes C without being limited in the mounting position.
  • the sheath 3 includes a knitted fabric knitted with a yarn containing a thermoplastic resin.
  • the sheath part 3 including the knitted fabric stretchability and flexibility can be imparted to the sheath part 3.
  • the entire sheath portion 3 includes a knitted fabric, and the entire wireless communication device 1 has a substantially thread form.
  • the wireless communication device 1 according to the present embodiment is also referred to as “RFID built-in thread”.
  • FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing an example of the knitted fabric.
  • the knitted fabric is knitted by weft knitting a yarn containing a thermoplastic resin, for example.
  • the knitted fabric is knitted as a tubular knitted fabric so as to cover the outer periphery of the RFID module 2.
  • the weft knitting can make the stitches finer than the warp knitting, so that the coverage of the RFID module 2 can be increased. Further, in the weft knitting, the stitches are knitted so that the RFIC element 4 is wound, so that the RFIC element 4 can be relatively strongly tightened. Thereby, it can suppress that RFID module 2 slips out from the sheath part 3.
  • the number of stitches of the same course in the knitted fabric is preferably 2 or more and 6 or less. In this case, since the diameter of the tubular knitted fabric can be reduced, the adhesion of the knitted fabric to the RFIC element 4 can be further improved.
  • the number of stitches per 1 cm natural length of the same wales in the knitted fabric is preferably 6 or more and 14 or less.
  • the natural length means a length in a state where no tension or the like is applied, that is, a state where the natural length is naturally placed on a table. If the number of stitches per 1 cm natural length of the same wale in the knitted fabric is 6 or more, the coverage of the knitted fabric with respect to the RFID module 2 can be increased. Further, if the number of stitches per 1 cm natural length of the same wale in the knitted fabric is 14 or less, it is possible to suppress the occurrence of defects due to the stitching of the knitted fabric stitch due to excessively fine stitches. .
  • the wireless communication device can be thermocompression-bonded to a textile product such as the sock S or the clothes C (the thermoplastic resin is melted and solidified). 1 can be easily attached to a textile product.
  • the RFIC element 4 can be fixed in the sheath 3 by melting and solidifying the thermoplastic resin. Accordingly, the RFID module 2 can be prevented from dropping off with a simpler configuration.
  • the positional deviation between the RFIC element 4 and the antenna wire 5 can be suppressed, it is possible to suppress the deviation of electrical characteristics such as inductance due to external force, and the communication characteristics of the RFID module 2 can be stabilized.
  • melting and solidifying a part of the thermoplastic resin in order to fix the RFIC element 4 in the sheath 3 may be performed in advance before the wireless communication device 1 is thermocompression bonded to the fiber product.
  • the wireless communication device 1 In the textile product to which the wireless communication device 1 is attached in this way, it is possible to prevent the wireless communication device 1 from being detached from the textile product even when the laundry is repeatedly washed, and the RFIC element 4 from the inside of the sheath portion 3. It is possible to suppress the escape.
  • the sheath part 3 is comprised so that the whole RFID module 2 may be coat
  • the knitted fabric is contained in the sheath part 3, a stretchability and a softness
  • flexibility can be provided to the sheath part 3.
  • the sheath 3 can be handled in the same manner as the yarn constituting the knitted fabric such as the socks S and the clothes C, and it can be knitted or woven using a knitting machine or a loom.
  • the sheath portion 3 it becomes possible to handle the sheath portion 3 in the same manner as the intention of forming a twisted string, a braided string, and the like, and it is possible to twist or assemble using a twister or a braided machine. Further, the knitted fabric is easily entangled with the RFID module 2, and the RFID module 2 can be further prevented from coming out of the sheath 3.
  • the whole sheath part 3 contains a knitted fabric
  • the whole wireless communication device 1 since the whole sheath part 3 contains a knitted fabric, although the whole wireless communication device 1 has a knit form, it can be handled substantially as a yarn for knitting. .
  • the wireless communication device 1 can be handled in the same manner as the yarns constituting the knitted fabric such as the socks S and the clothes C, and can be further knitted or woven using a knitting machine or a loom. It becomes possible.
  • it can be used as an alternative to existing thread or string such as embroidery thread or price tag string.
  • it can be used as a cut boss knitting when producing a knitted fabric. For example, when producing a rope, it becomes possible to twist together with other twisted yarns.
  • the thickness of the yarn for knitting the knitted fabric is preferably 33 dtex or more and 250 dtex or less. If it is smaller than 33 dtex, the RFID module 2 is not sufficiently covered with the knitted fabric. If it is larger than 250 dtex, the yarn is too thick and knitting by the knitting machine becomes difficult.
  • a part of the antenna wire 5 wound around the outer periphery of the RFIC element 4 may protrude into at least a part of the stitches of the knitted fabric. That is, a part of the antenna wire 5 may protrude (expose) through the hole of the stitch so as to be caught by the stitch of the knitted fabric. According to this configuration, the movement of a part of the antenna wire 5 can be restricted within the stitches of the knitted fabric, so that the RFID module 2 can be further prevented from coming out of the sheath 3.
  • Such a configuration can be easily realized, for example, by making the thickness of the knitted fabric thinner than the diameter of the antenna wire 5.
  • the RFIC element 4 may be entirely covered with a molten and solidified thermoplastic resin. According to this configuration, the waterproofness, durability, and insulation of the RFIC element 4 can be improved. Thereby, for example, even when the textile product to which the wireless communication device 1 is attached is washed, it is possible to prevent the RFIC element 4 from getting wet and malfunctioning. Further, before placing the RFIC element 4 in the sheath 3, it is necessary to seal the entire RFIC element 4 with another resin so that the RFIC element 4 has waterproofness, durability, and insulation. Can be eliminated.
  • the entire RFIC element 4 may be coated with the melted and solidified thermoplastic resin before the wireless communication device 1 is thermocompression bonded to the fiber product, or the wireless communication device 1 may be heated to the fiber product. It may be performed simultaneously with the pressure bonding.
  • both end portions of the sheath portion 3 may be closed with a melted and solidified thermoplastic resin. According to this structure, it can suppress more reliably that RFID module 2 slips out from the sheath part 3.
  • the sheath part 3 may include a first thread part and a second thread part having a higher melting point than the first thread part. According to this configuration, it is possible to melt only the first yarn portion and leave the second yarn portion without melting. In addition, when the second yarn portion remains and an excessive thickness is generated, the second yarn portion can be melted with respect to the first yarn portion with a time difference. It should be noted that at least the first yarn portion may contain a thermoplastic resin, and the second yarn portion may or may not contain a thermoplastic resin.
  • FIG. 5 is a table showing an example of a combination of materials of the first yarn portion and the second yarn portion. As shown in FIG. 5, the difference in melting point between the first yarn portion and the second yarn portion is preferably 30 ° C. or higher, and more preferably 50 ° C. or higher.
  • the sheath portion 3 may include three or more yarn portions (for example, fibers) having different melting points.
  • the sheath 3 may be knitted with synthetic fibers including at least one fiber made of a thermoplastic resin.
  • first yarn portion and the second yarn portion may be aligned and knitted.
  • the shape of the knitted fabric can be maintained by melting only one yarn portion and attaching the wireless communication device 1 to the textile product, and leaving the other yarn portion without melting.
  • the knitted fabric can be entangled with the RFID module 2, and the RFID module 2 can be further prevented from coming out of the sheath portion 3.
  • the RFID module 2 can be made inconspicuous.
  • the first yarn portion 31 knitted a tubular knitted fabric on the outer periphery of the RFID module 2 and the second yarn portion 32 closely contacts the first yarn portion 31 with the outer periphery of the RFID module 2. It may be wound helically around the outer periphery of the first thread portion 31 so as to make it. According to this configuration, the RFID module 2 can be further prevented from coming out of the sheath 3 without damaging the RFID module 2.
  • the second yarn portion 32 include natural fiber yarns such as cotton, hemp, and hair, semi-synthetic fiber yarns such as cellulose, synthetic fiber yarns such as nylon, acrylic, polyester, and polyurethane, and a plurality of fibers. You may use the composite yarn, tape, string, etc. which combined the raw material.
  • the sheath 3 covers the entire RFID module 2, but the present invention is not limited to this.
  • the sheath 3 may be formed so as to cover only the outer periphery of the RFIC element 4.
  • the wireless communication device can be thermocompression bonded to the textile product by including a thread containing a thermoplastic resin in at least a part of the sheath 3.
  • the sheath 3 includes a knitted fabric knitted with a yarn containing a thermoplastic resin, but the present invention is not limited to this.
  • the sheath 3 only needs to include a thread including a thermoplastic resin at least in part, and may be helically wound around the outer periphery of the RFID module 2 as shown in FIG. 8, for example.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an example of the RFID module 2.
  • the XYZ coordinate system shown in the figure is for facilitating understanding of the invention and does not limit the invention.
  • the RFID module 2 is an RFID tag capable of wireless communication at a communication frequency in the UHF band, for example.
  • the RFID module 2 includes an RFIC element 4 and an antenna wire 5 that is helically wound around the outer periphery of the RFIC element 4 and magnetically coupled to the RFIC element 4.
  • the antenna wire 5 is a conductor that can function as an antenna of the RFID module 2.
  • the antenna wire 5 is a thread-like conductor that is covered with an insulating material such as resin and can be freely deformed.
  • the antenna wire 5 may be a stranded wire formed by twisting a plurality of thread-like conductors instead of a single thread-like conductor.
  • the antenna wire 5 may be a slit tape yarn, a covering yarn, a coding yarn, an aluminide wire with copper plating, or the like.
  • the antenna wire 5 has a helical coupling portion 5a wound around the outer periphery of the RFIC element 4, and radiating portions 5b and 5b extending from both ends of the helical coupling portion 5a.
  • the length of each radiating portion 5b is set to approximately 1 ⁇ 4 of the wavelength of the communication frequency used by the RFID module 2. That is, the length of the antenna line 5 excluding the helical coupling portion 5a is set to approximately 1 ⁇ 2 of the wavelength (for example, 14 cm). Thereby, the antenna line 5 functions as a half-wave dipole antenna.
  • the RFIC element 4 is a substantially rectangular parallelepiped block body having a longitudinal direction (X direction).
  • the length in the longitudinal direction (X direction) of the RFIC element 4 is, for example, 5.0 mm to 6.0 mm.
  • the length in the short direction (Y direction or Z direction) of the RFIC element 4 is, for example, 1.0 mm.
  • the helical coupling portion 5 a of the antenna wire 5 is wound around the outer periphery of the RFIC element 4 around a winding axis extending substantially parallel to the longitudinal direction (X direction) of the RFIC element 4. Yes. Accordingly, the number of turns of the helical coupling portion 5a is increased as compared with the case where the helical coupling portion 5a is wound around the winding axis extending in the short direction (Y direction or Z direction) of the RFIC element 4. be able to. In this case, the helical coupling portion 5a can generate a stronger magnetic field, and can be magnetically coupled with a helical coil of the RFIC element 4 described later with a high degree of coupling.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the internal configuration of the RFIC element 4.
  • FIG. 11 is a plan view showing the internal configuration of the RFIC element 4.
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the RFIC element 4.
  • the RFIC element 4 includes an RFIC chip 41 and helical coils 42 ⁇ / b> A and 42 ⁇ / b> B connected to the RFIC chip 41.
  • the RFIC chip 41 and the helical coils 42A and 42B are provided on the main surface 43a of the printed wiring board 43 made of an insulating material.
  • a hard resin block body 44 made of a thermosetting resin such as an epoxy resin is provided on the main surface 43a of the printed wiring board 43 so as to cover (embed) the RFIC chip 41 and the helical coils 42A and 42B. ing.
  • the printed wiring board 43 and the resin block body 44 constitute a main body (insulating element body) made of an insulating material of the RFIC element 4, and the main body includes the RFIC chip 41 and the helical coils 42A and 42B. And the antenna wire 5 is wound.
  • the RFIC chip 41 is an IC chip, and is configured to communicate with an external communication device (for example, a reader / writer device of the RFID module 2) via the antenna line 5.
  • the RFIC chip 41 is disposed at the center in the longitudinal direction (X direction) on the main surface 43 a of the printed wiring board 43.
  • the helical coils 42A and 42B are connected to the RFIC chip 41, and are arranged on both sides of the RFIC chip 41 in the longitudinal direction (X direction).
  • the helical coils 42 ⁇ / b> A and 42 ⁇ / b> B include a plurality of conductor patterns 421, a plurality of conductor patterns 422, and a plurality of metal pins 423.
  • the plurality of conductor patterns 421 are conductors constituting a part of the helical coils 42A and 42B.
  • the plurality of conductor patterns 421 are formed on the top surface 44 a (surface farthest from the printed wiring board 43) of the resin block body 44.
  • the plurality of conductor patterns 421 are covered and protected by a protective layer 45 formed on the top surface 44 a of the resin block body 44.
  • the plurality of conductor patterns 422 are conductors constituting a part of the helical coils 42A and 42B.
  • the plurality of conductor patterns 422 are formed on the main surface 43 a of the printed wiring board 43.
  • These conductor patterns 421 and 422 are made of a conductive material such as copper, for example.
  • the conductor patterns 421 and 422 are formed, for example, by forming a copper film and patterning the copper film with a photoresist, etching, or the like.
  • the conductor patterns 421 and 422 may be formed by screen printing a conductive paste.
  • the plurality of metal pins 423 are conductors constituting part of the helical coils 42A and 42B. Each metal pin 423 penetrates the resin block body 44 and is provided so as to connect the conductor pattern 421 on the top surface 44 a of the resin block body 44 and the conductor pattern 422 on the main surface 43 a of the printed wiring board 43. ing. Each metal pin 423 is a columnar conductor such as a copper pin, for example. Each metal pin 423 need not have a circular cross-sectional shape.
  • one conductor pattern 421, one conductor pattern 422, and two metal pins 423 constitute one loop in the helical coils 42A and 42B.
  • Each of the helical coils 42 ⁇ / b> A and 42 ⁇ / b> B configured as described above is provided such that the coil axis is substantially parallel to the longitudinal direction (X direction) of the RFIC element 4.
  • the other end of the helical coil 42A (the metal pin 423A on the center side in the longitudinal direction of the RFIC element 4) and one end of the helical coil 42B (the metal pin 423B on the center side in the longitudinal direction of the RFIC element 4) are conductor patterns. 424 is connected.
  • the conductor pattern 424 is formed on the main surface 43 a of the printed wiring board 43, similarly to the plurality of conductor patterns 422.
  • One end of the helical coil 42A (the metal pin 423C on the outside in the longitudinal direction of the RFIC element 4) is connected to a first input / output terminal (not shown) of the RFIC chip 41.
  • the metal pin 423 ⁇ / b> C that is one end of the helical coil 42 ⁇ / b> A is connected to a land 425 ⁇ / b> A on the main surface 43 a of the printed wiring board 43.
  • the land 425A is connected to one end of a conductor pattern 427A formed on the back surface 43b of the printed wiring board 43 via an interlayer connection conductor 426A such as a through-hole conductor that penetrates the printed wiring board 43.
  • the other end of the conductor pattern 427 is connected to a land 429A formed on the main surface 43a of the printed wiring board 43 through an interlayer connection conductor 428A.
  • the land 429A is connected to a first input / output terminal (not shown) of the RFIC chip 41 by solder or the like.
  • the other end of the helical coil 42B (the metal pin 423D outside the longitudinal direction of the RFIC element 4) is connected to a second input / output terminal (not shown) of the RFIC chip 41.
  • the metal pin 423 ⁇ / b> D that is the other end of the helical coil 42 ⁇ / b> B is connected to a land 425 ⁇ / b> B on the main surface 43 a of the printed wiring board 43.
  • the land 425B is connected to one end portion of a conductor pattern 427B formed on the back surface 43b of the printed wiring board 43 via an interlayer connection conductor 426B such as a through-hole conductor that penetrates the printed wiring board 43.
  • the other end of the conductor pattern 427B is connected to a land 429B formed on the main surface 43a of the printed wiring board 43 via an interlayer connection conductor 428B.
  • the second input / output terminal (not shown) of the RFIC chip 41 is connected by solder or the like.
  • the conductor patterns 427A and 427B provided on the back surface 43b of the printed wiring board 43 are also formed in the same manner as the conductor pattern 422 provided on the main surface 43a.
  • the conductor patterns 427A and 427B are covered and protected by a protective layer 46 formed on the back surface 43b of the printed wiring board 43.
  • FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the RFID module 2.
  • helical coils 42A and 42B are built in the RFIC element 4, and the helical coupling portion 5a of the antenna wire 5 is wound around the RFIC element 4 in a helical shape. That is, as shown in FIG. 13, helical coils 42 ⁇ / b> A and 42 ⁇ / b> B of the RFIC element 4 are arranged in the helical coupling portion 5 a of the antenna wire 5. Further, both the winding axis of the helical coupling portion 5a of the antenna wire 5 and the coil axis of the helical coils 42A and 42B are substantially parallel to the longitudinal direction (X direction) of the RFIC element 4. Due to such an arrangement, the helical coupling portion 5a of the antenna wire 5 and the helical coils 42A and 42B can be magnetically coupled with a high degree of coupling.
  • the radiating portion 5b of the antenna line 5 receives a radio wave (signal) from the outside (for example, a reader / writer device of the RFID module 2)
  • a current is generated (induced) in the antenna line 5.
  • the helical coupling part 5a generates a magnetic field.
  • the magnetic flux in the helical coupling portion 5a passes through the helical coils 42A and 42B built in the RFIC element 4.
  • current is generated (induced) in the helical coils 42A and 42B.
  • the RFIC chip 41 is driven by the current.
  • the driven RFIC chip 41 supplies a signal (current) corresponding to information stored in the internal storage unit (memory) to the helical coils 42A and 42B.
  • the helical coils 42A and 42B generate a magnetic field.
  • the magnetic flux in the helical coils 42 ⁇ / b> A and 42 ⁇ / b> B passes through the helical coupling portion 5 a of the antenna wire 5.
  • current is generated (induced) in the antenna wire 5.
  • a radio wave is radiated from the radiating portion 5b of the antenna wire 5 by the current.
  • the helical coils 42A and 42B are disposed in the helical coupling portion 5a, and the winding axis of the helical coupling portion 5a and the coil axis of the helical coils 42A and 42B are substantially parallel, The magnetic flux generated in the other passes through the other.
  • the helical coupling part 5a and the helical coils 42A and 42B can be magnetically coupled with a high degree of coupling.
  • the RFID module 2 can realize a long communication distance.
  • the antenna wire 5 is configured to be helically wound around the outer periphery of the RFIC element 4 and magnetically coupled to the RFIC element 4, but the present invention is not limited to this.
  • a conductive wire serving as an antenna wire may be connected to each of the first input / output terminal and the second input / output terminal of the RFIC element 4 with solder or the like.
  • the present invention is particularly useful as a wireless communication device to be attached to textile products such as socks and clothes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Knitting Of Fabric (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

繊維製品に対してより容易に取り付けられるとともに、より簡易な構成でRFIDモジュールの脱落を抑えることができる無線通信デバイスを提供する。本発明に係る無線通信デバイスは、RFIC素子(4)と、RFIC素子(4)に接続される導電性を有するアンテナ線(5)とを備えるRFIDモジュール(2)と、少なくともRFIC素子(4)の外周に配置された鞘部(3)とを備え、鞘部(3)の少なくとも一部には、熱可塑性樹脂を含む糸が含まれる。

Description

無線通信デバイス及び繊維製品
 本発明は、無線通信デバイス、及び当該無線通信デバイスを有する繊維製品に関する。
 従来、衣料品等の繊維製品に取り付け可能な無線通信デバイスとして、例えば、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1には、導電性パターンが形成された糸の表面に、電子部品を取り付けた支持体を巻き付けて固定し、糸の周囲に保持糸を巻き付けて電子部品の少なくとも一部を被覆した、複合糸が記載されている。特許文献1の技術によれば、複合糸を繊維製品に織り込んだり、縫い込んだり、編み込んだりすることで、電子部品としてRFID(Radio-Frequency IDentification)モジュールを繊維製品に取り付けることができる。
特開2013-189718号公報
 しかしながら、特許文献1の技術は、繊維製品に対してより容易に取り付けるとともに、より簡易な構成でRFIDモジュールの脱落を抑えるという観点において、未だ改善の余地がある。
 本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、繊維製品に対してより容易に取り付けられるとともに、より簡易な構成でRFIDモジュールの脱落を抑えることができる無線通信デバイス、及び当該無線通信デバイスを有する繊維製品を提供することにある。
 前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る無線通信デバイスは、
 RFIC素子と、前記RFIC素子に接続される導電性を有するアンテナ線とを備えるRFIDモジュールと、
 少なくとも前記RFIC素子の外周に配置された鞘部と、
 を備え、
 前記鞘部の少なくとも一部には、熱可塑性樹脂を含む糸が含まれるように構成されている。
 本発明に係る無線通信デバイスによれば、繊維製品に対してより容易に取り付けられるとともに、より簡易な構成でRFIDモジュールの脱落を抑えることができる。
本発明の実施形態に係る無線通信デバイスの構成を示す平面図である。 図1の無線通信デバイスがアイロンにより靴下に熱圧着された例を示す模式図である。 図1の無線通信デバイスがアイロンにより衣服に熱圧着された例を示す模式図である。 編地の一例を示す一部拡大平面図である。 第1糸部と第2糸部との材料の組み合わせの例を示す表である。 鞘部の変形例を示す平面図である。 鞘部の他の変形例を示す平面図である。 鞘部の更に他の変形例を示す平面図である。 RFIDモジュールの一例を示す斜視図である。 RFIC素子の内部構成を示す斜視図である。 RFIC素子の内部構成を示す平面図である。 RFIC素子の縦断面図である。 RFIDモジュールの等価回路図である。
 本発明の一態様に係る無線通信デバイスは、RFIC素子と、前記RFIC素子に接続される導電性を有するアンテナ線とを備えるRFIDモジュールと、
 少なくとも前記RFIC素子の外周に配置された鞘部と、
 を備え、
 前記鞘部の少なくとも一部には、熱可塑性樹脂を含む糸が含まれるように構成されている。
 この構成によれば、鞘部の少なくとも一部に熱可塑性樹脂を含む糸が含まれるので、例えば、繊維製品に熱圧着する(熱可塑性樹脂を溶融固化させる)ことで、無線通信デバイスを繊維製品に容易に取り付けることができる。また、熱可塑性樹脂を溶融固化させることで、鞘部内でRFIC素子を固定することができる。従って、より簡易な構成でRFIDモジュールの脱落を抑えることができる。
 なお、前記鞘部は、前記RFIDモジュールが芯鞘構造の芯部となるように、前記RFIDモジュールの全体を被覆するように構成されてもよい。この構成によれば、RFIDモジュールが外部に露出することを抑えることができる。これにより、例えば、無線通信デバイスを繊維製品に取り付けた際に、RFIDモジュールを目立たなくすることができる。
 また、前記RFIC素子は、溶融固化した前記熱可塑性樹脂により全体を被覆されてもよい。この構成によれば、RFIC素子の防水性や耐久性、絶縁性を向上させることができる。これにより、例えば、無線通信デバイスを取り付けた繊維製品を洗濯した場合であっても、RFIC素子が水濡れして故障することを抑えることができる。
 また、前記鞘部の両端部は、溶融固化した前記熱可塑性樹脂により閉塞されてもよい。この構成によれば、鞘部からRFIDモジュールが抜け出ることをより確実に抑えることができる。
 また、前記鞘部の少なくとも一部には、前記糸で編成される編地が含まれてもよい。この構成によれば、鞘部に伸縮性や柔軟性を付与することができる。これにより、例えば、靴下や洋服などの編織物を構成する糸と同様に鞘部を取り扱うことが可能になり、編機や織機を利用して編んだり、織ったりすることも可能になる。また、RFIDモジュールに編地が絡み付き易くなり、鞘部からRFIDモジュールが抜け出ることを一層抑えることができる。
 また、前記アンテナ線は、前記RFIC素子の外周にヘリカル状に巻き付けられ、前記RFIC素子と磁界結合するように構成され、前記RFIC素子の外周に巻き付けられた前記アンテナ線の一部は、前記編地の少なくとも一部の編み目内に突出してもよい。この構成によれば、アンテナ線の一部の移動を編地の編み目内に規制することができるので、鞘部からRFIDモジュールが抜け出ることを一層抑えることができる。
 また、前記糸は、第1糸部と第1糸部より融点が高い第2糸部とを含んでもよい。この構成によれば、第1糸部のみを溶融させ、第2糸部を溶融させずに残すことにより、RFIDモジュールと熱可塑性樹脂をより密着させることができる。また、第2糸部が残ることで過剰な厚さが生じる場合等には両方の糸部を時間差で溶融させることもできる。
 また、前記第1糸部と前記第2糸部とは、引き揃えられて編地を編成してもよい。この構成によれば、例えば、第1糸部のみを溶融させて無線通信デバイスを繊維製品に取り付けるとともに、第2糸部を溶融させずに残すことで編地の形状を維持することができる。編地の形状を維持することで、RFIDモジュールに編地を絡み付けることができ、鞘部からRFIDモジュールが抜け出ることを抑えることができる。また、無線通信デバイスを繊維製品に取り付けた際に、RFIDモジュールを目立たなくすることができる。
 また、前記第1糸部は、前記RFIDモジュールの外周に筒状編地を編成し、前記第2糸部は、前記第1糸部を前記RFIDモジュールの外周に密着させるように前記第1糸部の外周にヘリカル状に巻き付けられてもよい。この構成によれば、RFIDモジュールを傷つけることなく、鞘部からRFIDモジュールが抜け出ることを一層抑えることができる。
 本発明の一態様に係る繊維製品は、前記いずれか1つの無線通信デバイスが、溶融固化した前記熱可塑性樹脂を介して取り付けられている。この構成によれば、例えば、当該繊維製品を繰り返し洗濯した場合においても、無線通信デバイスが繊維製品から外れることを抑えるとともに、鞘部内からRFIC素子が抜け出ることを抑えることができる。
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
 (実施形態)
 以下、本発明の実施形態に係る無線通信デバイスについて説明する。図1は、本発明の実施形態に係る無線通信デバイスの構成を示す平面図である。
 図1に示すように、本実施形態に係る無線通信デバイス1は、RFID(Radio-Frequency IDentification)モジュール2と、RFIDモジュール2の外周に配置された鞘部(sheath)3とを備えている。
 RFIDモジュール2は、RFIC(Radio-Frequency Integrated Circuit)素子4と、RFIC素子4に接続される導電性を有するアンテナ線5とを備えている。RFIDモジュール2の構成については、後で詳しく説明する。
 鞘部3は、少なくともRFIC素子4の外周を被覆するように筒状に形成されている。本実施形態において、鞘部3は、RFIDモジュール2が芯鞘構造の芯部となるように、RFIDモジュール2の全体を被覆するように形成されている。
 鞘部3の少なくとも一部には、熱可塑性樹脂を含む糸が含まれている。鞘部3内にRFIC素子5を配置した状態で鞘部3を加熱することにより、熱可塑性樹脂が溶融固化し、当該溶融固化した熱可塑性樹脂を介して鞘部3とRFIDモジュール2とが固定される。加熱により鞘部3とRFIDモジュール2とを固定する際には、鞘部3の全体を加熱する必要はなく、RFIDモジュール2が存在する鞘部3の一部を加熱するだけでよい。また、鞘部3を繊維製品に接触させた状態で熱を加えることで、熱可塑性樹脂が溶融固化し、当該溶融固化した熱可塑性樹脂を介して無線通信デバイス1を繊維製品に取り付けることができる。
 熱可塑性樹脂は、加熱により溶融固化する性質を有する樹脂である。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂等を挙げることができる。熱可塑性樹脂を含む糸としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂からなる熱可塑性合成繊維糸を用いることができる。
 繊維製品とは、例えば、天然繊維、半合成繊維、又は合成繊維の糸を用いて織られたり、編まれたり、接着剤や熱処理によって接合したり、撚られたり、組まれたりして得られる織物、編物、不織布、撚紐、組紐を用いて製造される製品である。繊維製品としては、例えば、靴下や洋服などの衣類、ラベル、ロープ、靴紐、漁網、建築用ネットなどが挙げられる。
 図2は、無線通信デバイス1がアイロンIRにより靴下Sに熱圧着された例を示す模式図である。図3は、無線通信デバイス1がアイロンIRにより洋服Cに熱圧着された例を示す模式図である。
 図2及び図3に示すように、無線通信デバイス1は、取り付け位置が限定されることなく、靴下S及び洋服Cのどこにでも熱圧着することができる。
 また、本実施形態において、鞘部3の少なくとも一部には、熱可塑性樹脂を含む糸で編成される編地が含まれている。鞘部3が編地を含むことで、鞘部3に伸縮性や柔軟性を付与することができる。本実施形態においては、鞘部3の全体が編地を含み、無線通信デバイス1の全体が実質的に糸の形態を有している。本実施形態に係る無線通信デバイス1を「RFID内蔵糸」ともいう。
 図4は、編地の一例を示す一部拡大平面図である。図4に示すように、編地は、例えば、熱可塑性樹脂を含む糸を緯編みすることにより編成されている。本実施形態において、編地は、RFIDモジュール2の外周を被覆するように筒状編地として編成される。
 なお、緯編みは、経編みに比べて編み目を細かくすることができるので、RFIDモジュール2の被覆率を高めることができる。また、緯編みは、RFIC素子4を巻き込むように編み目を編成するので、RFIC素子4を比較的強く締め付けることができる。これにより、鞘部3からRFIDモジュール2が抜け出ることを抑えることができる。
 なお、編地における同一コースの編み目の数は、2個以上6個以下であることが好ましい。この場合、筒状編地の直径を小さくすることができるので、RFIC素子4に対する編地の密着性を一層向上させることができる。
 また、編地における同一ウェールの自然長1cmあたりの編み目の数は、6個以上14個以下であることが好ましい。ここで、自然長とは、テンション等を与えない状態、すなわちそのまま台の上に自然に置いた状態での長さを意味する。編地における同一ウェールの自然長1cmあたりの編み目の数が6個以上であれば、RFIDモジュール2に対する編地の被覆率を高めることができる。また、編地における同一ウェールの自然長1cmあたりの編み目の数が14個以下であれば、編み目が細かくなり過ぎることによる、編地編目の目かぶり(タックキズ)による不良発生を抑制することができる。
 本実施形態によれば、鞘部3に熱可塑性樹脂を含む糸が含まれるので、靴下Sや洋服Cなどの繊維製品に熱圧着する(熱可塑性樹脂を溶融固化させる)ことで、無線通信デバイス1を繊維製品に容易に取り付けることができる。
 また、本実施形態によれば、熱可塑性樹脂を溶融固化させることで、鞘部3内でRFIC素子4を固定することができる。従って、より簡易な構成でRFIDモジュール2の脱落を抑えることができる。また、RFIC素子4とアンテナ線5との位置ずれを抑えられるので、インダクタンス等の電気特性が外力によってずれることを抑えることができ、RFIDモジュール2の通信特性を安定させることができる。なお、鞘部3内でRFIC素子4を固定するために熱可塑性樹脂の一部を溶融固化させることは、無線通信デバイス1を繊維製品に熱圧着する前に予め行われてもよい。
 このようにして無線通信デバイス1が取り付けられた繊維製品においては、繰り返し洗濯された場合でも、無線通信デバイス1が繊維製品から外れることを抑えることができるとともに、鞘部3内からRFIC素子4が抜け出ることを抑えることができる。
 また、本実施形態によれば、鞘部3は、RFIDモジュール2が芯鞘構造の芯部となるように、RFIDモジュール2の全体を被覆するように構成されている。この構成によれば、RFIDモジュール2が外部に露出することを抑えることができる。これにより、図2及び図3に示すように、無線通信デバイス1を繊維製品に取り付けた際に、RFIDモジュール2を目立たなくすることができる。
 また、本実施形態によれば、鞘部3には編地が含まれているので、鞘部3に伸縮性や柔軟性を付与することができる。これにより、無線通信デバイス1を靴下Sや洋服Cの曲面部分や屈曲部分等に取り付けた場合でも、アンテナ線5が切れたり、折れたりすることを抑えることができる。また、靴下Sや洋服Cなどの編織物を構成する糸と同様に鞘部3を取り扱うことが可能になり、編機や織機を利用して編んだり、織ったりすることが可能になる。また、撚紐や組紐などを構成する意図と同様に鞘部3を取り扱うことが可能になり、撚機や組紐機を利用して、撚ったり、組んだりすることが可能になる。また、RFIDモジュール2に編地が絡み付き易くなり、鞘部3からRFIDモジュール2が抜け出ることを一層抑えることができる。
 また、本実施形態によれば、鞘部3の全体が編地を含むため、無線通信デバイス1の全体がニットの形態を有しているものの、実質的に編織用の糸として取り扱うことができる。これにより、靴下Sや洋服Cなどの編織物を構成する糸と同様に無線通信デバイス1を取り扱うことが可能になり、より一層、編機や織機を利用して編んだり、織ったりすることが可能になる。また、例えば、刺繍糸や値札の紐などの既存の糸や紐の代替品として利用することも可能になる。また、例えば、編物を作製する際のカットボス編として利用することもできる。また、例えば、ロープを作製する際に他の撚糸と撚り合わせることも可能となる。
 なお、編地を編成する糸の太さは、33デシテックス以上250デシテックス以下であることが好ましい。33デシテックスよりも小さいと、RFIDモジュール2に対する編地の被覆が十分ではなく、250デシテックスよりも大きいと、糸が太すぎて編機による編成が困難になる。
 なお、RFIC素子4の外周に巻き付けられたアンテナ線5の一部(後述するヘリカル状結合部5a)は、編地の少なくとも一部の編み目内に突出してもよい。すなわち、アンテナ線5の一部は、編地の編み目に引っ掛かるように、編み目の孔を通じて外側に突出(露出)していてもよい。この構成によれば、アンテナ線5の一部の移動を編地の編み目内に規制することができるので、鞘部3からRFIDモジュール2が抜け出ることを一層抑えることができる。このような構成は、例えば、アンテナ線5の直径よりも編地の厚さを薄くすることによって容易に実現することができる。
 また、RFIC素子4は、溶融固化した熱可塑性樹脂により全体を被覆されてもよい。この構成によれば、RFIC素子4の防水性や耐久性、絶縁性を向上させることができる。これにより、例えば、無線通信デバイス1を取り付けた繊維製品を洗濯した場合であっても、RFIC素子4が水濡れして故障することを抑えることができる。また、RFIC素子4を鞘部3内に配置する前に、RFIC素子4の全体を他の樹脂で封止するなどして、RFIC素子4に防水性や耐久性、絶縁性を持たせる必要性を無くすことができる。なお、RFIC素子4の全体を溶融固化した熱可塑性樹脂により被覆することは、無線通信デバイス1を繊維製品に熱圧着する前に予め行われてもよいし、無線通信デバイス1を繊維製品に熱圧着するときに同時に行われてもよい。
 また、鞘部3の両端部は、溶融固化した熱可塑性樹脂により閉塞されてもよい。この構成によれば、鞘部3からRFIDモジュール2が抜け出ることをより確実に抑えることができる。
 また、鞘部3は、第1糸部と第1糸部より融点の高い第2糸部とを含んでもよい。この構成によれば、第1糸部のみを溶融させ、第2糸部を溶融させずに残すことができる。また、第2糸部が残ることで過剰な厚さが生じる場合等には第2糸部を第1糸部に対して時間差で溶融させることもできる。なお、少なくとも第1糸部に熱可塑性樹脂を含んでいればよく、第2糸部は、熱可塑性樹脂を含んでもよいし、含まなくてもよい。
 図5は、第1糸部と第2糸部との材料の組み合わせの例を示す表である。図5に示すように、第1糸部と第2糸部との融点の差は、30℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましい。
 また、鞘部3は、互いに融点の異なる3以上の糸部(例えば繊維)を含んでもよい。例えば、鞘部3は、熱可塑性樹脂で作製される少なくとも一本の繊維を含む合成繊維で編成されてもよい。
 また、第1糸部と第2糸部とは、引き揃えられて編地を編成してもよい。この構成によれば、例えば、一方の糸部のみを溶融させて無線通信デバイス1を繊維製品に取り付けるとともに、他方の糸部を溶融させずに残すことで編地の形状を維持することができる。編地の形状を維持することで、RFIDモジュール2に編地を絡み付けることができ、鞘部3からRFIDモジュール2が抜け出ることを一層抑えることができる。また、無線通信デバイス1を繊維製品に取り付けた際に、RFIDモジュール2を目立たなくすることができる。
 また、図6に示すように、第1糸部31は、RFIDモジュール2の外周に筒状編地を編成し、第2糸部32は、第1糸部31をRFIDモジュール2の外周に密着させるように第1糸部31の外周にヘリカル状に巻き付けられてもよい。この構成によれば、RFIDモジュール2を傷つけることなく、鞘部3からRFIDモジュール2が抜け出ることを一層抑えることができる。この場合、第2糸部32としては、例えば、綿や麻、毛などの天然繊維糸、セルロースなどの半合成繊維糸、ナイロン、アクリル、ポリエステル、ポリウレタンなどの合成繊維糸のほか、複数の繊維素材を組み合わせた複合糸、テープや紐等を用いてもよい。
 なお、前記では、鞘部3はRFIDモジュール2の全体を被覆するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図7に示すように、鞘部3は、RFIC素子4の外周のみを被覆するように形成されてもよい。この場合でも、鞘部3の少なくとも一部に熱可塑性樹脂を含む糸が含まれることで、無線通信デバイスを繊維製品に熱圧着することができる。
 なお、前記では、鞘部3の少なくとも一部には、熱可塑性樹脂を含む糸で編成される編地が含まれるものとしたが、本発明はこれに限定されない。鞘部3は、少なくとも一部に熱可塑性樹脂を含む糸を含めばよく、例えば、図8に示すようにRFIDモジュール2の外周にヘリカル状に巻き付けられてもよい。
 次に、RFIDモジュール2の構成についてより詳しく説明する。図9は、RFIDモジュール2の一例を示す斜視図である。なお、図中に示すX-Y-Z座標系は、発明の理解を容易にするためのものであって、発明を限定するものではない。
 図9に示すように、RFIDモジュール2は、例えば、UHF帯の通信周波数で無線通信可能なRFIDタグである。RFIDモジュール2は、RFIC素子4と、RFIC素子4の外周にヘリカル状に巻き付けられ、RFIC素子4と磁界結合するアンテナ線5とを有している。
 アンテナ線5は、RFIDモジュール2のアンテナとして機能可能な導体である。アンテナ線5は、例えば、樹脂などの絶縁材料によって被覆されて自由に変形可能な糸状の導体である。なお、アンテナ線5は、1本の糸状の導体ではなく、複数の糸状の導体を撚った撚り線であってもよい。また、アンテナ線5は、スリットテープ糸、カバリング糸、コーディング糸、アルミド線に銅めっきを施したものなどであってもよい。
 アンテナ線5は、RFIC素子4の外周に巻き付けられるヘリカル状結合部5aと、ヘリカル状結合部5aの両端部から延在する放射部5b,5bとを有している。本実施形態において、各放射部5bの長さは、RFIDモジュール2が使用する通信周波数の波長の略1/4の長さに設定されている。すなわち、ヘリカル状結合部5aを除くアンテナ線5の長さは、波長の略1/2(例えば14cm)に設定されている。これにより、アンテナ線5は、半波長ダイポールアンテナとして機能する。
 本実施形態において、RFIC素子4は、長手方向(X方向)を備える略直方体形状のブロック体である。RFIC素子4の長手方向(X方向)の長さは、例えば、5.0mm~6.0mmである。RFIC素子4の短手方向(Y方向又はZ方向)の長さは、例えば、1.0mmである。
 アンテナ線5のヘリカル状結合部5aは、RFIC素子4の長手方向(X方向)に対して実質的に平行に延在する巻回軸を中心にして、RFIC素子4の外周に巻回されている。これにより、ヘリカル状結合部5aの巻き数を、RFIC素子4の短手方向(Y方向又はZ方向)に延在する巻回軸を中心にして巻回される場合に比べて、より多くすることができる。この場合、ヘリカル状結合部5aは、より強い磁界を発生することができ、後述するRFIC素子4のヘリカルコイルと大きい結合度で磁界結合することができる。
 図10は、RFIC素子4の内部構成を示す斜視図である。図11は、RFIC素子4の内部構成を示す平面図である。図12は、RFIC素子4の縦断面図である。
 図10に示すように、RFIC素子4は、RFICチップ41と、RFICチップ41に接続されたヘリカルコイル42A,42Bとを備えている。RFICチップ41とヘリカルコイル42A,42Bとは、絶縁材料で作製されたプリント配線基板43の主面43a上に設けられている。プリント配線基板43の主面43a上には、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂から作製された硬質な樹脂ブロック体44がRFICチップ41及びヘリカルコイル42A,42Bを覆う(埋設する)ように設けられている。すなわち、プリント配線基板43と樹脂ブロック体44とは、RFIC素子4の絶縁材料から作製された本体(絶縁素体)を構成し、当該本体にRFICチップ41とヘリカルコイル42A,42Bとが内蔵されるとともにアンテナ線5が巻回されている。
 RFICチップ41は、ICチップであって、アンテナ線5を介して、外部の通信装置(例えば、RFIDモジュール2のリーダ/ライタ装置)と通信するように構成されている。本実施形態において、RFICチップ41は、プリント配線基板43の主面43aにおける長手方向(X方向)の中央に配置されている。
 本実施形態において、ヘリカルコイル42A,42Bは、RFICチップ41に接続され、RFICチップ41に対してRFIC素子4の長手方向(X方向)の両側に配置されている。また、本実施形態において、ヘリカルコイル42A,42Bは、複数の導体パターン421、複数の導体パターン422、及び複数の金属ピン423で構成されている。
 複数の導体パターン421は、ヘリカルコイル42A,42Bの一部を構成する導体である。複数の導体パターン421は、樹脂ブロック体44の頂面44a(プリント配線基板43から最も遠い表面)に形成されている。複数の導体パターン421は、樹脂ブロック体44の頂面44a上に形成された保護層45によって覆われて保護されている。
 複数の導体パターン422は、ヘリカルコイル42A,42Bの一部を構成する導体である。複数の導体パターン422は、プリント配線基板43の主面43a上に形成されている。
 これらの導体パターン421,422は、例えば、銅などの導電材料から作製されている。導体パターン421,422は、例えば、銅膜を形成し、その銅膜をフォトレジスト及びエッチング等によってパターニングすることにより形成される。また、導体パターン421,422は、導電性ペーストをスクリーン印刷することにより形成されてもよい。
 複数の金属ピン423は、ヘリカルコイル42A,42Bの一部を構成する導体である。各金属ピン423は、樹脂ブロック体44を貫通し、樹脂ブロック体44の頂面44a上の導体パターン421と、プリント配線基板43の主面43a上の導体パターン422とを接続するように設けられている。各金属ピン423は、例えば、銅製ピンなどの柱状の導体である。なお、各金属ピン423は、断面形状が円形である必要はない。
 本実施形態においては、1つの導体パターン421と、1つの導体パターン422と、2つの金属ピン423とで、ヘリカルコイル42A,42Bにおける1つのループが構成されている。このように構成されるヘリカルコイル42A,42Bのそれぞれは、コイル軸がRFIC素子4の長手方向(X方向)に対して実質的に平行になるように設けられている。
 ヘリカルコイル42Aの他方の端部(RFIC素子4の長手方向中央側の金属ピン423A)と、ヘリカルコイル42Bの一方の端部(RFIC素子4の長手方向中央側の金属ピン423B)は、導体パターン424によって接続されている。導体パターン424は、複数の導体パターン422と同様に、プリント配線基板43の主面43a上に形成されている。
 ヘリカルコイル42Aの一方の端部(RFIC素子4の長手方向外側の金属ピン423C)は、RFICチップ41の第1入出力端子(図示せず)に接続されている。具体的には、ヘリカルコイル42Aの一方の端部である金属ピン423Cは、プリント配線基板43の主面43a上のランド425Aに接続されている。ランド425Aは、プリント配線基板43を貫通するスルーホール導体などの層間接続導体426Aを介して、プリント配線基板43の裏面43b上に形成された導体パターン427Aの一端部に接続されている。導体パターン427の他端部は、層間接続導体428Aを介して、プリント配線基板43の主面43a上に形成されたランド429Aに接続されている。ランド429Aは、RFICチップ41の第1入出力端子(図示せず)にはんだ等によって接続されている。
 ヘリカルコイル42Bの他方の端部(RFIC素子4の長手方向外側の金属ピン423D)は、RFICチップ41の第2入出力端子(図示せず)に接続されている。具体的には、ヘリカルコイル42Bの他方の端部である金属ピン423Dは、プリント配線基板43の主面43a上のランド425Bに接続されている。ランド425Bは、プリント配線基板43を貫通するスルーホール導体などの層間接続導体426Bを介して、プリント配線基板43の裏面43b上に形成された導体パターン427Bの一端部に接続されている。導体パターン427Bの他端部は、層間接続導体428Bを介して、プリント配線基板43の主面43a上に形成されたランド429Bに接続されている。ランド429Bは、RFICチップ41の第2入出力端子(図示せず)がはんだ等によって接続されている。
 なお、プリント配線基板43の裏面43b上に設けられた導体パターン427A,427Bも、主面43a上に設けられた導体パターン422と同様の方法で形成されている。また、導体パターン427A,427Bは、プリント配線基板43の裏面43b上に形成された保護層46によって覆われて保護されている。
 図13は、RFIDモジュール2の等価回路図である。
 上述したように、RFIC素子4にはヘリカルコイル42A,42Bが内蔵され、当該RFIC素子4に対してアンテナ線5のヘリカル状結合部5aがヘリカル状に巻回されている。すなわち、図13に示すように、アンテナ線5のヘリカル状結合部5a内に、RFIC素子4のヘリカルコイル42A,42Bが配置されている。また、アンテナ線5のヘリカル状結合部5aの巻回軸とヘリカルコイル42A,42Bのコイル軸の両方がRFIC素子4の長手方向(X方向)に対して実質的に平行である。このような配置であるため、アンテナ線5のヘリカル状結合部5aとヘリカルコイル42A,42Bとが大きい結合度で磁界結合することができる。
 より具体的に説明すると、外部(例えば、RFIDモジュール2のリーダ/ライタ装置)からの電波(信号)をアンテナ線5の放射部5bが受信すると、アンテナ線5に電流が発生(誘起)する。それにより、ヘリカル状結合部5aが磁界を発生する。ヘリカル状結合部5a内の磁束は、RFIC素子4に内蔵されたヘリカルコイル42A,42B内を通過する。それにより、ヘリカルコイル42A,42B内に電流が発生(誘起)する。その電流によってRFICチップ41が駆動する。
 駆動したRFICチップ41は、内部の記憶部(メモリ)に記憶されている情報に対応する信号(電流)をヘリカルコイル42A,42Bに供給する。それにより、ヘリカルコイル42A,42Bが磁界を発生する。ヘリカルコイル42A,42B内の磁束は、アンテナ線5のヘリカル状結合部5a内を通過する。それにより、アンテナ線5に電流が発生(誘起)する。その電流によってアンテナ線5の放射部5bから電波が放射される。
 ヘリカル状結合部5a内にヘリカルコイル42A,42Bが配置され、ヘリカル状結合部5aの巻回軸とヘリカルコイル42A,42Bのコイル軸とが実質的に平行であるために、それらの一方の内部に発生した磁束が他方の内部を通過する。それにより、ヘリカル状結合部5aとヘリカルコイル42A,42Bとが、大きい結合度で磁界結合することができる。例えば、ヘリカルコイル42A,42Bに代えて単一のループが用いられる場合に比べて、大きい結合度の磁界結合を実現することができる。大きい結合度で磁界結合することにより、RFIDモジュール2は、長い通信距離を実現することができる。
 なお、前記では、アンテナ線5は、RFIC素子4の外周にヘリカル状に巻き付けられ、RFIC素子4と磁界結合するように構成されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、RFIC素子4の第1入出力端子及び第2入出力端子のそれぞれに、アンテナ線となる導線糸をはんだ等で接続してもよい。
 本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
 本発明は、特に、靴下や洋服などの繊維製品に取り付ける無線通信デバイスとして有用である。
  1   無線通信デバイス
  2   RFIDモジュール
  3   鞘部
  4   RFIC素子
  5   アンテナ線
  5a  ヘリカル状結合部
  5b  放射部
 31   第1糸部
 32   第2糸部
 41   RFICチップ
 42A,42B ヘリカルコイル
 43   プリント配線基板
 43a  主面
 43b  裏面
 44   樹脂ブロック体
 44a  頂面
 45,46   保護層
421,422,424,427A,427B 導体パターン
423,423A,423B,423C,423D 金属ピン
425A,425B,429A,429B ランド
426A,426B,428A,428B 層間接続導体
 IR  アイロン
  S  靴下
  C  洋服

Claims (10)

  1.  RFIC素子と、前記RFIC素子に接続される導電性を有するアンテナ線とを備えるRFIDモジュールと、
     少なくとも前記RFIC素子の外周に配置される鞘部と、
     を備え、
     前記鞘部の少なくとも一部には、熱可塑性樹脂を含む糸が含まれる、
     無線通信デバイス。
  2.  前記鞘部は、前記RFIDモジュールが芯鞘構造の芯部となるように、前記RFIDモジュールの全体を被覆するように構成されている、請求項1に記載の無線通信デバイス。
  3.  前記RFIC素子は、溶融固化した前記熱可塑性樹脂により全体を被覆されている、請求項1又は2に記載の無線通信デバイス。
  4.  前記鞘部の両端部は、溶融固化した前記熱可塑性樹脂により閉塞されている、請求項1~3のいずれか1つに記載の無線通信デバイス。
  5.  前記鞘部の少なくとも一部には、前記糸で編成される編地が含まれている、請求項1~4のいずれか1つに記載の無線通信デバイス。
  6.  前記アンテナ線は、前記RFIC素子の外周にヘリカル状に巻き付けられ、前記RFIC素子と磁界結合するように構成され、
     前記RFIC素子の外周に巻き付けられた前記アンテナ線の一部は、前記編地の少なくとも一部の編み目内に突出している、請求項5に記載の無線通信デバイス。
  7.  前記糸は、第1糸部と第1糸部より融点が高い第2糸部とを含む、請求項1~6のいずれか1つに記載の無線通信デバイス。
  8.  前記第1糸部と前記第2糸部とは、引き揃えられて編地を編成する、請求項7に記載の無線通信デバイス。
  9.  前記第1糸部は、前記RFIDモジュールの外周に筒状編地を編成し、
     前記第2糸部は、前記第1糸部を前記RFIDモジュールの外周に密着させるように前記第1糸部の外周にヘリカル状に巻き付けられる、
     請求項7に記載の無線通信デバイス。
  10.  請求項1~9のいずれか1つの無線通信デバイスが、溶融固化した前記熱可塑性樹脂を介して取り付けられた繊維製品。
PCT/JP2019/003599 2018-02-02 2019-02-01 無線通信デバイス及び繊維製品 WO2019151475A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019530847A JP6591726B1 (ja) 2018-02-02 2019-02-01 無線通信デバイス及び繊維製品

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018017245 2018-02-02
JP2018-017245 2018-02-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019151475A1 true WO2019151475A1 (ja) 2019-08-08

Family

ID=67479825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/003599 WO2019151475A1 (ja) 2018-02-02 2019-02-01 無線通信デバイス及び繊維製品

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6591726B1 (ja)
WO (1) WO2019151475A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020026593A (ja) * 2018-08-15 2020-02-20 公立大学法人大阪 Rfidタグを備えた複合糸
WO2021100764A1 (ja) 2019-11-19 2021-05-27 株式会社島精機製作所 複合糸及びその製造方法
WO2022171951A1 (fr) * 2021-02-15 2022-08-18 Primo1D Dispositif d'emission-reception radiofrequence et son procede de fabrication
CN115976700A (zh) * 2022-12-27 2023-04-18 江南织造府(宁波)线业有限公司 一种导电纱线的制造工艺
JP7546762B2 (ja) 2020-08-17 2024-09-06 テックストレース アーゲー テキスタイルrfidトランスポンダ及びテキスタイルrfidトランスポンダをテキスタイルに適用するための方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006309401A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Hitachi Chem Co Ltd Icタグ
JP2014510347A (ja) * 2011-03-24 2014-04-24 タグシス・エスアーエス Rfidタグアセンブリ、およびラベル工程
WO2017065292A1 (ja) * 2015-10-16 2017-04-20 株式会社スマート 線状アンテナicタグとそのシステム及び製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006309401A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Hitachi Chem Co Ltd Icタグ
JP2014510347A (ja) * 2011-03-24 2014-04-24 タグシス・エスアーエス Rfidタグアセンブリ、およびラベル工程
WO2017065292A1 (ja) * 2015-10-16 2017-04-20 株式会社スマート 線状アンテナicタグとそのシステム及び製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020026593A (ja) * 2018-08-15 2020-02-20 公立大学法人大阪 Rfidタグを備えた複合糸
JP7194930B2 (ja) 2018-08-15 2022-12-23 公立大学法人大阪 水分検知センサおよび車輌の座席シート用表皮材
WO2021100764A1 (ja) 2019-11-19 2021-05-27 株式会社島精機製作所 複合糸及びその製造方法
KR20220097528A (ko) 2019-11-19 2022-07-07 가부시키가이샤 시마세이키 세이사쿠쇼 복합사 및 그 제조방법
JP7546762B2 (ja) 2020-08-17 2024-09-06 テックストレース アーゲー テキスタイルrfidトランスポンダ及びテキスタイルrfidトランスポンダをテキスタイルに適用するための方法
WO2022171951A1 (fr) * 2021-02-15 2022-08-18 Primo1D Dispositif d'emission-reception radiofrequence et son procede de fabrication
CN115976700A (zh) * 2022-12-27 2023-04-18 江南织造府(宁波)线业有限公司 一种导电纱线的制造工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JP6591726B1 (ja) 2019-10-16
JPWO2019151475A1 (ja) 2020-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6591726B1 (ja) 無線通信デバイス及び繊維製品
JP6640884B2 (ja) Rfidタグ
US20040244865A1 (en) Smart label
CN210129235U (zh) Rfid标签、具备rfid标签的物品
KR100966842B1 (ko) 자수 기술을 이용한 디지털 가먼트 및 그 제조 방법
JP7478446B2 (ja) 機能的編組複合ヤーン
WO2021100764A1 (ja) 複合糸及びその製造方法
US20200325602A1 (en) Improvements relating to textiles incorporating electronic devices
JP6932774B2 (ja) 繊維製品およびその製造方法
US20240104331A1 (en) Radiofrequency transceiver device and method for manufacturing same
JP6716701B2 (ja) 電子機能部材およびそれを用いた編物製品並びに電子機能部材の製造方法
JP6910627B2 (ja) 電気回路に用いられるミシン用縫い糸
JP2001344580A (ja) 非接触型データ送受信体およびその製造方法
EP3719819A1 (en) Inductive components and methods of forming inductive components
JP6590128B1 (ja) Rfidタグ
WO2019202817A1 (ja) Rfidタグ
JP7482572B1 (ja) 導電配線及びその製造方法
PL231056B1 (pl) Tekstylny układ dopasowania impedancji anteny tekstylnej

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019530847

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19747891

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19747891

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1