JP6012512B2 - コイン型ｒｆｉｄタグ - Google Patents

Description

本発明は、コインやメダル等にＲＦＩＤタグを組み込む技術に関し、特に、金属製のコインやメダルにＲＦＩＤタグを組み込んだコイン型ＲＦＩＤタグに適用して有効な技術に関するものである。

金属板等により構成される物品にＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグを組み込んで一体化させる技術が知られている。この技術では、金属板の表裏を貫通する穴やスリットの部分にＲＦＩＤタグを組み込むが、例えば、リーダ装置との通信にＨＦ（High Frequency）帯を用いる場合は、穴やスリットの周辺にＲＦＩＤタグとリーダ装置との間の通信を妨害する渦電流が発生する。そこで、この渦電流を抑止して通信を成立させるため、切欠き構造が設けられる。また、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯を用いる場合は、通信を助長するように作用するアームなどのアンテナ構造が設けられる。

これに関連する技術として、例えば、特開２００３−８５５１５号公報（特許文献１）には、内蔵されたアンテナにより、リーダとの間でデータの交信を行うＲＦＩＤタグを金属部材等の導電性部材内に設置するに際し、金属部材に、タグに内蔵されたアンテナが形成する平面と略直交する面であって、タグの少なくとも一部と交差又は接する面に沿って、アンテナ平面の法線方向に貫通する１μｍ以上の幅のスリットを少なくとも一つ備えるものであり、アンテナから発生する磁束がスリットを通過することにより、タグとリーダとの交信を可能とする技術が記載されている。

一方で、例えば、一般の利用者等が手で保持して多数取り扱うことができるコインやメダル等の物品（以下では単に「コイン」と総称する場合がある）に対してＲＦＩＤタグを組み込んで、これらの個体識別を行いたいという要望がある。これに関連する技術として、例えば、特開２００８−２１００９５号公報（特許文献２）には、重りとして使用する金属板にスリットを入れる、または数分割し接触しないように配置する事によって電磁波吸収を極力小さくしたコイン型ＲＦＩＤタグに係る技術が記載されている。また、特開２００９−１１０１４４号公報（特許文献３）には、重量調整用の金属板を金属板間の隙間の中心線が中央部の一点に集中しない左右非対称な形状にしたコイン型ＲＦＩＤタグに係る技術が記載されている。

特開２００３−８５５１５号公報 特開２００８−２１００９５号公報 特開２００９−１１０１４４号公報

特許文献２、３などに記載されたコイン型ＲＦＩＤタグでは、コインは主に樹脂により形成され、重量調整用に金属板が用いられている。これに対し、コイン全体を金属により形成したいというニーズがある。金属製とすることにより、重量以外にも、手触りや質感、耐久性などを高めるとともに、成形後に表面に別途刻印やレリーフを施すことによって文字やデザインなどを表示することが可能である。

金属製のコインにＲＦＩＤタグを組み込むには、特許文献１や特許文献２、３などにも記載されているように、金属板や金属部材に穴やスリット構造を設ける必要がある。例えば、特許文献２では、コインに組み込む円板状の金属板の中心付近から外周に向けて例えば十字状に形成されたスリットを有している。

しかしながら、金属製のコインにおいてこのようなスリット構造をとると、コインとしての物理的耐性の低下に加え、コイン表面にスリット構造が現れることにより、打刻やレリーフ等によるデザインのための面積が減少したり、スリット構造がコインの美感やデザインと整合しなかったりなどの課題が生じる。

そこで本発明の目的は、金属製のコインに対して、通信性能を確保するためのスリット構造による物理的耐性の低下や、表面のデザイン・美感に対する悪影響を抑えつつＲＦＩＤタグを組み込んで一体化したコイン型ＲＦＩＤタグを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態によるコイン型ＲＦＩＤタグは、金属製のコインにＲＦＩＤタグを組み込んだコイン型ＲＦＩＤタグであって、前記コインの外周部に沿って複数のスリットが設けられ、前記コインの内部に、前記スリットにかかる状態でリング状の収納溝が設けられ、前記収納溝部分に、前記ＲＦＩＤタグを構成するＩＣチップおよびアンテナが収納されたものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、金属製のコインにＲＦＩＤタグを組み込んで一体化したコイン型ＲＦＩＤタグにおいて、通信性能を確保するためのスリット構造による物理的耐性の低下や、表面のデザイン・美感に対する悪影響を抑えることが可能となり、金属製コインに固体識別情報を保持させることが可能となる。

本発明の一実施の形態であるコイン型ＲＦＩＤタグの構成例について概要を示した斜視図である。 本発明の一実施の形態におけるコイン型ＲＦＩＤタグのスリットの形状の例について概要を示した上面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態におけるコイン型ＲＦＩＤタグの構造の例について概要を示した上面図および断面図である。 本発明の一実施の形態におけるコイン型ＲＦＩＤタグの他の構成例について概要を示した斜視図および断面図である。 本発明の一実施の形態におけるコイン型ＲＦＩＤタグの他の構成例について概要を示した斜視図および断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

本発明の一実施の形態であるコイン型ＲＦＩＤタグは、金属製のコインにＲＦＩＤタグを組み込むにあたり、コイン表裏のデザイン面以外の箇所、例えば、コイン側面の厚み部分や、側面部に多数設けられた溝（以下では「ギザ」と記載する場合がある）などのコイン周辺部に施されるデザイン模様と、ＲＦＩＤタグによる通信の性能を確保するためのスリット構造とを兼用する。これにより、一般的な金属製コインと同様の外観や重量、手触りや質感などを踏襲しつつ、刻印やレリーフなどの加工を可能とし、スリット構造によるコインの物理的耐性の低下や、表面のデザイン・美感に対する悪影響を抑えることを可能とするものである。

図１は、本発明の一実施の形態であるコイン型ＲＦＩＤタグの構成例について概要を示した斜視図である。図１の例では、コインサイズ（直径数ｃｍ程度）の円板状の蓋側金属片１０と収納側金属片２０とを、間にＲＦＩＤタグ３０を組み込んだ状態で、相対する形でレーザ溶接などの各種手法により接合することでコイン型ＲＦＩＤタグ１を形成する。組み込むＲＦＩＤタグ３０は、例えばＨＦ帯やＵＨＦ帯の電磁波により通信を行うものとし、ＩＣチップ３１に対してコイルアンテナ３２が接続された形状を有するものである。

ここで、蓋側金属片１０と収納側金属片２０の側面部には、それぞれ、同一ピッチで同一深さで表裏を貫通する形状のスリット（切り込み）１１およびスリット２１が施されている。接合の際にはこれらのスリットのピッチ・位置がずれないように一致（同期）させるのが望ましい。これにより、コイン型ＲＦＩＤタグ１の表裏を貫通するスリットを側面部に設けることができる。このスリットはコインにおけるギザとしての役割も有し、美感面に加えて、滑り止め機能などの触感の向上にも資することができる。なお、美感上、スリットのピッチをずらして非同期としてもよい。後述のように、各スリットから出入りする電磁波により通信を行うため、ピッチの同期／非同期に関わらず通信を行うことができる。なお、以降ではピッチを同期させた場合について説明するものとする。

図１の例では、収納側金属片２０に、スリットの深さよりも外周側に設けられた（すなわち、スリットにかかった状態で設けられた）リング状の凹部からなる収納溝２２を有する。この収納溝２２に、ＲＦＩＤタグ３０のＩＣチップ３１、および絶縁被覆で保護された導線によりリング状に形成されたコイルアンテナ３２を収納し、その状態で収納側金属片２０と蓋側金属片１０とを接合して、ＲＦＩＤタグ３０を封止する。

これにより、ＲＦＩＤタグ３０のコイルアンテナ３２はスリット１１およびスリット２１にかかった状態となり、コイルアンテナ３２から放出されるＲＦＩＤタグ３０の通信に寄与する電磁波は、ＲＦＩＤタグ３０の表裏面における各スリット部分から図中の磁力線２のような形状で周期的に大きさや向きが脈動しながら出入りする（図中では１つのスリットについてのみ例示している）。この磁力線２を介してＲＦＩＤタグ３０と図示しないリーダ装置との間の通信が確立する。

従って、スリット１１やスリット２１のコイン表裏面における形状が通信に与える影響は小さく、通信感度はコイン型ＲＦＩＤタグ１の表裏面におけるスリット部分の合計面積に比例することになる。そこで、本実施の形態では、コイン型ＲＦＩＤタグ１の外周部に設ける各スリット（スリット１１およびスリット２１）の中心方向への深さを抑えつつ、細かいピッチで多数設けることにより、スリット部分の合計面積を増やして通信性能を確保する。また、これらのスリットがコインのギザとしての役割やデザイン模様としての美感面での役割を兼ね備えるようにする。また、各スリットの中心方向への深さを抑えることで、コイン型ＲＦＩＤタグ１の物理的耐性を確保するとともに、表裏面に打刻やレリーフを施すための領域を確保する。

なお、各スリットの中心方向への深さやピッチについては特に限定されないが、上記のような役割を有するためには、例えば、スリットの深さは、コイン型ＲＦＩＤタグ１の直径の概ね１０％以下、スリットのピッチは概ね１０度ピッチ以下（この場合、スリットは３６個以上）程度とするのが望ましい。

また、図１の例では、各スリットを外周部から中心部に向かって直線状に設けているが、上記のような役割を有することができれば形状についても特に限定されない。

図２は、コイン型ＲＦＩＤタグ１のスリットの形状の例について概要を示した上面図である。図示するように、例えば、スリット６１の形状を波型とすることで、火炎や水紋などを表現するなど、スリット６１によって施すデザインや模様を自由に選択することができる。

図３は、コイン型ＲＦＩＤタグ１の構造の例について概要を示した上面図および断面図である。（ａ）では、図１の例に示したコイン型ＲＦＩＤタグ１の構造について上面図および断面図を示している。断面図では、収納溝２２部分にＲＦＩＤタグ３０のコイルアンテナ３２（および図示しないＩＣチップ３１）が収納されることを示しているが、収納溝２２部分を拡大した左側の図に示すように、コイルアンテナ３２は導線３２ａを絶縁被覆３２ｂで覆って構成されているため、金属製である収納溝２２部分に導線３２ａが触れて短絡することがないように構成されている。

また、断面図では、収納溝２２が収納側金属片２０側にのみ存在し、この中にＲＦＩＤタグ３０のコイルアンテナ３２（およびＩＣチップ３１）が収納される構成であることを示しているが、このような構成に限らない。例えば（ｂ）に示すように、蓋側金属片１０にも対応する位置に収納溝１２を設け、収納側金属片２０の収納溝２２と合わせた空間でコイルアンテナ３２を収納するように構成することも可能である。この場合は、蓋側金属片１０と収納側金属片２０とを同一形状とすることが可能となる。

図１の例では、蓋側金属片１０と収納側金属片２０とを貼り合わせる形で接合しているが、このような構成に限らず、例えば、本体となる金属片に対してＲＦＩＤタグ３０を収納したリング状の金属片をはめ込む形で接合するような構成など、各種の構成を適宜採用することが可能である。

図４は、コイン型ＲＦＩＤタグ１の他の構成例について概要を示した斜視図および断面図である。図４の例では、上段の斜視図に示すように、本体金属片５０に対してリング型金属片４０をはめ込んだ状態で両者を接合し、コイン型ＲＦＩＤタグ１を形成する。ここで、リング型金属片４０には、内周部の側面に沿って収納溝４２が設けられており、図４の下段の断面図に示すように、この収納溝４２にＲＦＩＤタグ３０のコイルアンテナ３２（およびＩＣチップ３１）を収納した状態で本体金属片５０にはめ込むことで、ＲＦＩＤタグ３０を封止する。また、リング型金属片４０の外周部には、収納溝４２に部分的にかかる状態で、図１の例と同様のスリット４１が設けられている。

図５は、コイン型ＲＦＩＤタグ１の他の構成例について概要を示した斜視図および断面図である。図５の例では、上段の斜視図に示すように、本体金属片５０に対してリング型金属片４０をはめ込んだ状態で両者を接合し、コイン型ＲＦＩＤタグ１を形成する。

ここで、本体金属片５０は、図４の例と異なり、図示するように、コイン型ＲＦＩＤタグ１の直径と同一の直径の円板状の部分と、リング型金属片４０の内周部の直径と対応する直径の円板状の部分とが中心を一致させた状態で重ねられたような凸状の円板形状を有する。リング型金属片４０には、内周部の側面の裏面部に沿って収納溝４２が設けられており、図５の下段の断面図に示すように、この収納溝４２にＲＦＩＤタグ３０のコイルアンテナ３２（およびＩＣチップ３１）を収納した状態で本体金属片５０にはめ込むことで、ＲＦＩＤタグ３０を封止する。また、リング型金属片４０および本体金属片５０の外周部には、収納溝４２に部分的にかかる状態で、図１の例と同様のスリット４１が設けられている。

図４や図５の例に示した構成では、リング型金属片４０に収納溝４２を有する構成としているが、本体金属片５０もしくは双方に収納溝を有する構成であってもよい。これらの例は、いずれも、形成後のコイン型ＲＦＩＤタグ１については、外周部にギザと兼用されるスリット構造を有し、その内部にスリットにかかる状態でリング状の収納溝４２を備えてＲＦＩＤタグ３０を収納しているという点で、図１の例に示した構成と同様の機能を実現するものである。なお、図１の例も含めた上述の各例では、いずれも２つの金属片を接合することでコイン型ＲＦＩＤタグ１を形成していたが、例えば、１枚の金属板をプレス加工したり、鋳型により形成したり、粉末焼成によって形成したりといった金属片の接合によらないような手法も含め、各種手法を適宜採用することができる。

以上に説明したように、本発明の一実施の形態であるコイン型ＲＦＩＤタグ１によれば、金属製のコインにＲＦＩＤタグ３０を組み込むにあたり、コイン外周の側面部に深さの浅いスリットを細かいピッチで多数設け、当該スリット部分に絶縁被覆で保護されたコイルアンテナ３２がかかる状態となるようにＲＦＩＤタグ３０を収納することで、コイン表裏のデザイン面以外の箇所に施されるギザやデザイン模様と、ＲＦＩＤタグ３０による通信の性能を確保するためのスリット構造とを兼用する。これにより、一般的な金属製コインと同様の外観や重量、手触りや質感などを踏襲しつつ、刻印やレリーフを施す領域を確保し、さらにはスリット（ギザ）の形状とも合わせて自由度の高いデザイン加工を行うことが可能となる。

また、ＲＦＩＤタグ３０は、コインの外周付近に設けられた収納溝に収納されるため、例えば、プレス型押しや静電気、その他の一過性の高熱に対する耐性を確保することができる。また、スリットを外周付近にのみ設けつつ、コイン全体として一体的な構造とすることができるため、打撃や貫通孔、変形攻撃などに対する耐性も確保することができる。また、スリット構造により、ＲＦＩＤタグ３０の電磁波がコイン本体の金属の影響を受けないようにしていることから、コインに用いる金属材料の選択についても高い自由度を得ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

本発明は、金属製のコインやメダルにＲＦＩＤタグを組み込んだコイン型ＲＦＩＤタグに利用可能である。

１…コイン型ＲＦＩＤタグ、２…磁力線、
１０…蓋側金属片、１１…スリット、１２…収納溝、
２０…収納側金属片、２１…スリット、２２…収納溝、
３０…ＲＦＩＤタグ、３１…ＩＣチップ、３２…コイルアンテナ、３２ａ…導線、３２ｂ…絶縁被覆、
４０…リング型金属片、４１…スリット、４２…収納溝、
５０…本体金属片、５１…スリット、
６１…スリット。

Claims (4)

1. 金属製のコインにＲＦＩＤタグを組み込んだコイン型ＲＦＩＤタグであって、
   前記コインの外周部に沿って形成された複数のスリットと、
   前記コインの内部に、前記スリットが到達する状態かつ前記スリット部分以外では外部に露出しない状態で形成されたリング状の収納溝と、
   前記収納溝部分に収納され、ＩＣチップおよび絶縁被覆された導線からなるアンテナにより構成される前記ＲＦＩＤタグと、を有し、
   前記コインは、略円板状に一体的に形成された２つの金属片を接合して構成され、少なくとも一方の前記金属片に前記収納溝を構成する溝部を有し、
   前記スリットは、前記コインの外周部において、隣接する前記スリット同士が中心とのなす角度で１０度以下の間隔で設けられ、前記スリットにおける、前記コインの外周から中心部方向への深さは、前記コインの直径の１０％以下である、コイン型ＲＦＩＤタグ。
2. 金属製のコインにＲＦＩＤタグを組み込んだコイン型ＲＦＩＤタグであって、
   前記コインの外周部に沿って形成された複数のスリットと、
   前記コインの内部に、前記スリットが到達する状態かつ前記スリット部分以外では外部に露出しない状態で形成されたリング状の収納溝と、
   前記収納溝部分に収納され、ＩＣチップおよび絶縁被覆された導線からなるアンテナにより構成される前記ＲＦＩＤタグと、を有し、
   前記コインは、略円板状に一体的に形成された第１の金属片に対して、リング形状に一体的に形成され、前記スリットを有する第２の金属片を接合して構成され、前記第２の金属片に前記収納溝を構成する溝部を有し、
   前記スリットは、前記コインの外周部において、隣接する前記スリット同士が中心とのなす角度で１０度以下の間隔で設けられ、前記スリットにおける、前記コインの外周から中心部方向への深さは、前記コインの直径の１０％以下である、コイン型ＲＦＩＤタグ。
3. 請求項１または２に記載のコイン型ＲＦＩＤタグにおいて、
   前記コインの表面もしくは裏面における前記スリットの形状は、外周から中心部方向に向かう直線形状である、コイン型ＲＦＩＤタグ。
4. 請求項１または２に記載のコイン型ＲＦＩＤタグにおいて、
   前記コインの表面もしくは裏面における前記スリットの形状は、外周から中心部方向に向かう直線形状以外の形状である、コイン型ＲＦＩＤタグ。