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技術 緩み検知ラベル及びこれを用いた緩み検知方法

出願人 トッパン・フォームズ株式会社川崎重工業株式会社
発明者 松保諒都成大輔菰田夏樹西村武宏佐藤與志
出願日 2018年12月21日 (2年0ヶ月経過) 出願番号 2018-239469
公開日 2020年7月2日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-101978
状態 未査定
技術分野 ボルト・ナット・座金 デジタルマーク記録担体
主要キーワード 検知ラベル 連接方向 表裏貫通 人的要因 管理用パソコン 連接部分 検知端子 打音検査
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年7月2日)のものです。
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図面 (13)

課題

締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知する。

解決手段

締め付け対象部品と締め付け部材とのそれぞれに貼着される貼着領域10a,10bとを具備するフィルム基板10と、フィルム基板10の貼着領域10aに形成されたアンテナ12と、フィルム基板10の貼着領域10a,10bに跨って形成された緩み検知用配線13と、フィルム基板10の貼着領域10aにアンテナ12及び緩み検知用配線13と接続されて配置され、緩み検知用配線13の導通状態を検出し、その検出結果をアンテナ12を介して非接触送信するICチップ11とを有する。

概要

背景

一般に、鉄道等の車両においては、走行中にボルト外れた場合に大きな事故発展する可能性が高い。そのため、従来より、打音検査チェックマークによる目視検査熟練作業者が定期的に行うことで、ボルトに緩みが生じていないかを検査している。ところが、このような検査では、作業者熟練度人手不足等の人的要因による点検ミスが発生する虞がある。そこで、センサを用いることでボルトの緩みを検査することが考えられるが、大掛かりな装置や、専用のボルトや座金治具等が必要となってしまう。

近年、非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことが可能なICチップが搭載された非接触型ICラベル非接触型ICタグ等のRFID技術を利用した非接触通信媒体がその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。そこで、上述したボルトの緩みのような状態を検知する場合にも、このようなRFID技術を利用することが考えられている。

例えば、特許文献1には、ボルトのキャップ部分ICタグを取り付けるとともに、ボルトが締め付けられる部材に固定されたリングに、その一部に開口部を有する金属等からなる導体片を取り付け、ボルトに緩みが生じていない場合は、ICタグが開口部に対向することでICタグに対する読み取りを可能とし、ボルトに緩みが生じた場合は、ボルトが回転することでICタグが開口部に対向しなくなってICタグに対する読み取りを不可能とし、それにより、ボルトの緩みを検知する技術が開示されている。この技術を用いることで、大掛かりな装置や、専用のボルトや座金、治具等を必要とすることなく、ボルトの緩み等の状態を検知することができるようになる。

概要

締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知する。締め付け対象部品と締め付け部材とのそれぞれに貼着される貼着領域10a,10bとを具備するフィルム基板10と、フィルム基板10の貼着領域10aに形成されたアンテナ12と、フィルム基板10の貼着領域10a,10bに跨って形成された緩み検知用配線13と、フィルム基板10の貼着領域10aにアンテナ12及び緩み検知用配線13と接続されて配置され、緩み検知用配線13の導通状態を検出し、その検出結果をアンテナ12を介して非接触送信するICチップ11とを有する。

目的

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知することができる、緩み検知ラベル及びこれを用いた緩み検知方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

締め付け対象部品に締め付けられた、多角形ヘッド部を具備する締め付け部材の緩みを検知する緩み検知ラベルであって、一方の面に接着層が積層され、前記接着層によって前記締め付け対象部品に貼着される第1の領域と、前記接着層によって前記締め付け部材に貼着される第2の領域とを具備するシート基材と、前記シート基材の前記第1の領域と第2の領域とのいずれか一方に形成されたアンテナと、前記シート基材の前記第1の領域と前記第2の領域とに跨って形成された緩み検知用配線と、前記シート基材の前記第1の領域と前記第2の領域とのうち前記アンテナが形成された領域に前記アンテナ及び緩み検知用配線と接続されて配置され、前記緩み検知用配線の導通状態を検出し、その検出結果を前記アンテナを介して非接触送信するICチップとを有する緩み検知ラベル。

請求項2

請求項1に記載の緩み検知ラベルにおいて、前記緩み検知用配線は、その一部が、前記緩み検知ラベルが前記締め付け対象部品と前記締め付け部材とに跨って貼着された場合に前記多角形の角部に沿う領域に形成されている、緩み検知ラベル。

請求項3

請求項1または請求項2に記載の緩み検知ラベルにおいて、前記シート基材は、前記第1の領域と前記第2の領域との間に破断容易線が設けられている、緩み検知ラベル。

請求項4

請求項3に記載の緩み検知ラベルにおいて、前記緩み検知用配線は、前記破断容易線が設けられた領域においてはその少なくとも一部が前記シート基材の端辺に沿って形成されている、緩み検知ラベル。

請求項5

請求項1乃至4のいずれか1項に記載の緩み検知ラベルを用いた緩み検知方法であって、前記ICチップが、前記緩み検知用配線の導通状態を検出するステップと、前記ICチップに対して非接触通信が可能な読取手段が、前記ICチップに、前記検出結果を前記アンテナを介して非接触送信させるステップと、前記読取手段に接続された処理手段が、前記ICチップから前記読取手段に非接触送信された検出結果に基づいて、前記締め付け対象部品に締め付けられた前記締め付け部材の緩みを検知するステップとを有する、緩み検知方法。

技術分野

0001

本発明は、締め付け対象部品に締め付けられた、多角形ヘッド部を具備する締め付け部材の緩みを検知する緩み検知ラベル及びこれを用いた緩み検知方法に関する。

背景技術

0002

一般に、鉄道等の車両においては、走行中にボルト外れた場合に大きな事故発展する可能性が高い。そのため、従来より、打音検査チェックマークによる目視検査熟練作業者が定期的に行うことで、ボルトに緩みが生じていないかを検査している。ところが、このような検査では、作業者熟練度人手不足等の人的要因による点検ミスが発生する虞がある。そこで、センサを用いることでボルトの緩みを検査することが考えられるが、大掛かりな装置や、専用のボルトや座金治具等が必要となってしまう。

0003

近年、非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことが可能なICチップが搭載された非接触型ICラベル非接触型ICタグ等のRFID技術を利用した非接触通信媒体がその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。そこで、上述したボルトの緩みのような状態を検知する場合にも、このようなRFID技術を利用することが考えられている。

0004

例えば、特許文献1には、ボルトのキャップ部分ICタグを取り付けるとともに、ボルトが締め付けられる部材に固定されたリングに、その一部に開口部を有する金属等からなる導体片を取り付け、ボルトに緩みが生じていない場合は、ICタグが開口部に対向することでICタグに対する読み取りを可能とし、ボルトに緩みが生じた場合は、ボルトが回転することでICタグが開口部に対向しなくなってICタグに対する読み取りを不可能とし、それにより、ボルトの緩みを検知する技術が開示されている。この技術を用いることで、大掛かりな装置や、専用のボルトや座金、治具等を必要とすることなく、ボルトの緩み等の状態を検知することができるようになる。

先行技術

0005

特許第5324325号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献1に開示された技術においては、ボルトの緩みが小さいと、ICタグの一部が導体片の開口部に対向し続け、ICタグに対する読み取りが可能な状態のままとなる場合があり、その場合、ボルトが緩んでいないと判断されてしまうという問題点がある。

0007

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知することができる、緩み検知ラベル及びこれを用いた緩み検知方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために本発明は、
締め付け対象部品に締め付けられた、多角形のヘッド部を具備する締め付け部材の緩みを検知する緩み検知ラベルであって、
一方の面に接着層が積層され、前記接着層によって前記締め付け対象部品に貼着される第1の領域と、前記接着層によって前記締め付け部材に貼着される第2の領域とを具備するシート基材と、
前記シート基材の前記第1の領域と第2の領域とのいずれか一方に形成されたアンテナと、
前記シート基材の前記第1の領域と前記第2の領域とに跨って形成された緩み検知用配線と、
前記シート基材の前記第1の領域と前記第2の領域とのうち前記アンテナが形成された領域に前記アンテナ及び緩み検知用配線と接続されて配置され、前記緩み検知用配線の導通状態を検出し、その検出結果を前記アンテナを介して非接触送信するICチップとを有する。

0009

上記のように構成された本発明においては、締め付け部材が締め付け対象部品に締め付けられた状態で、シート基材の第1の領域が締め付け対象部品に貼着されるとともに、シート基材の第2の領域が締め付け部材に貼着され、その後、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生すると、第1の領域と第2の領域との間にてシート基材に歪みが生じる。シート基材には、第1の領域と第2の領域とに跨って緩み検知用配線が形成されており、シート基材に歪みが生じていない状態においては緩み検知用配線が導通状態となっているものの、シート基材に歪みが生じると、その歪みによってシート基材が破断することで緩み検知用配線が断線して非導通状態となる。そして、ICチップによって緩み検知用配線の導通状態が検出され、その検出結果がアンテナを介して非接触送信されることで、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生していることが検知されることになる。

0010

このように、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが生じた場合にシート基材が破断することを利用して、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生していることを検知することにより、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知することができる。

0011

また、締め付け部材が多角形のヘッド部を具備するものにおいては、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生した場合、その緩みを生じさせる回転による位置の変位は、多角形のヘッド部の角部が最も大きなものとなるが、緩み検知用配線の一部が、緩み検知ラベルが締め付け対象部品と締め付け部材とに跨って貼着された場合に多角形の角部に沿う領域に形成されていれば、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生した場合に緩み検知用配線が断線しやすくなる。

0012

また、シート基材の第1の領域と第2の領域との間に破断容易線が設けられていれば、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生することで第1の領域と第2の領域との間にてシート基材に歪みが生じた場合に、シート基材が破断容易線によって容易に破断して緩み検知用配線がさらに断線しやすくなる。

0013

また、そのような構成としては、緩み検知用配線が、破断容易線が設けられた領域においてはその少なくとも一部がシート基材の端辺に沿って形成されている構成が考えられる。

0014

このような緩み検知ラベルを用いた緩み検知方法においては、ICチップが、緩み検知用配線の導通状態を検出し、ICチップに対して非接触通信が可能な読取手段が、ICチップに、検出結果をアンテナを介して非接触送信させ、読取手段に接続された処理手段が、ICチップから読取手段に非接触送信された検出結果に基づいて、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材の緩みを検知することにより、締め付け部材の緩みが検出されることになる。

発明の効果

0015

本発明によれば、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが生じた場合にシート基材が破断することを利用して、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生していることを検知する構成とすることにより、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知することができる。

0016

また、緩み検知用配線の一部が、緩み検知ラベルが締め付け対象部品と締め付け部材とに跨って貼着された場合に締め付け部材の多角形の角部に沿う領域に形成されているものにおいては、締め付け部材の多角形の角部に沿う領域において、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生した場合に位置の変位が最も大きくなるため、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生した場合に緩み検知用配線が断線しやすくなる。

0017

また、シート基材の第1の領域と第2の領域との間に破断容易線が設けられているものにおいては、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材に緩みが発生することで第1の領域と第2の領域との間にてシート基材に歪みが生じた場合に、シート基材が破断容易線によって容易に破断して緩み検知用配線がさらに断線しやすくなる。

0018

また、このような緩み検知ラベルを用いた緩み検知方法としては、ICチップが、緩み検知用配線の導通状態を検出し、ICチップに対して非接触通信が可能な読取手段が、ICチップに、検出結果をアンテナを介して非接触送信させ、読取手段に接続された処理手段が、ICチップから読取手段に非接触送信された検出結果に基づいて、締め付け対象部品に締め付けられた締め付け部材の緩みを検知することにより、締め付け部材の緩みを検出することができる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の緩み検知ラベルの実施の一形態を示す図であり、(a)は表面方向から見た構成図、(b)は(a)に示したA−A’断面図、(c)は(a)に示したB−B’断面図、(d)は(a)に示したC−C’断面図である。
図1に示した緩み検知ラベルが貼着される被着体の一例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は側面図である。
図1に示した緩み検知ラベルが図2に示した被着体に貼着された状態の一例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図である。
図1に示した緩み検知ラベルが図3に示したようにボルトと土台とに跨って貼着された状態においてボルトに緩みが生じた際の作用を説明するための図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図である。
図1に示した緩み検知タグにおいて図4に示したようにボルトに貼着された貼着領域と土台に貼着された貼着領域との間に歪みが生じた場合の作用を説明するための図である。
図2に示したボルトが回転することによる位置の変位を説明するための図である。
図1に示した緩み検知ラベルを用いて土台に対するボルトの緩みを検知するためのシステムの一例を示す図である。
図7に示したシステムにおいて図1に示した緩み検知ラベルを用いて土台に対するボルトの緩みを検知する方法を説明するためのフローチャートである。
図1に示した緩み検知ラベルの貼着領域の正六角形の領域と長方形の領域との連接部分に正六角形の頂点が角部として存在していることによる効果を説明するための図である。
図1に示した緩み検知ラベルが図2に示した被着体に貼着された状態の他の例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図である。
図1に示した緩み検知ラベルが図10に示したようにボルトと土台とに跨って貼着された状態においてボルトに緩みが生じた際の作用を説明するための図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図である。
本発明の緩み検知ラベルの他の実施の形態を示す図であり、(a)は表面方向から見た構成図、(b)は(a)に示したA−A’断面図、(c)は(a)に示したB−B’断面図、(d)は(a)に示したC−C’断面図である。

実施例

0020

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

0021

図1は、本発明の緩み検知ラベルの実施の一形態を示す図であり、(a)は表面方向から見た構成図、(b)は(a)に示したA−A’断面図、(c)は(a)に示したB−B’断面図、(d)は(a)に示したC−C’断面図である。

0022

本形態は図1に示すように、正六角形の領域とその一辺連接した長方形の領域とからなる貼着領域10aと、貼着領域10aの長方形の領域に連接した長方形の領域からなる貼着領域10bとからなり、フィルム基板10の一方の面に、粘着層40を介して保護フィルム20が積層され、フィルム基板10の他方の面に、スペーサ30と粘着層50とがこの順で積層されてラベル形態となった緩み検知ラベル1である。また、貼着領域10aの正六角形の領域と長方形の領域との連接部分には、正六角形の領域における一辺の長さが、長方形の領域のこれに連接する辺の長さよりも長いことにより、正六角形の2つの頂点が角部15として存在している。

0023

フィルム基板10は、本願発明におけるシート基材となるものであって、例えば、厚さが50μmのPETフィルムからなる。フィルム基板10の保護フィルム20との積層面には、2つのアンテナ12及び緩み検知用配線13が形成されているとともに、ICチップ11が搭載されている。

0024

2つのアンテナ12はそれぞれ、フィルム基板10の保護フィルム20との積層面のうち貼着領域10aの正六角形の領域に、正六角形の端辺に沿って円弧を描くように、例えば、厚さが18μmの銅箔によって形成されている。

0025

緩み検知用配線13は、フィルム基板10の保護フィルム20との積層面に、例えば、厚さが18μmの銅箔によって形成されている。緩み検知用配線13は、貼着領域10aに一端部を有し、そこから貼着領域10bに延びて折り返してきて貼着領域10aに他端部を有するループ状となっている。これにより、緩み検知用配線13は、貼着領域10aと貼着領域10bに跨って形成されている。また、緩み検知用配線13は、貼着領域10aの長方形の領域と貼着領域10bにおいては、フィルム基板10の端辺に沿って形成されている。

0026

ICチップ11は、一方の面に、2つのアンテナ端子(不図示)と、2つの緩み検知端子(不図示)とが設けられており、これらアンテナ端子及び断線検知端子が設けられた面が搭載面となって、フィルム基板10の貼着領域10aの正六角形の領域に搭載されている。ICチップ11のアンテナ端子はそれぞれ、アンテナ12の一端に接続されており、ICチップ11の緩み検知端子は、緩み検知用配線13のループ状の両端部にそれぞれ接続されている。ICチップ11は、アンテナ12を介した非接触通信によって得た電力による電流を緩み検知用配線13に流すことで緩み検知用配線13の抵抗値を検出し、その抵抗値に基づいて緩み検知用配線13の導通状態を検出し、その検出結果をデジタル情報に変換してアンテナ12を介して非接触送信する。ICチップ11としては、例えば、NXP社のUCODE G2iM+が挙げられる。

0027

保護フィルム20は、例えば、フィルム基板10と同一の材料からなり、フィルム基板10のアンテナ12及び緩み検知用配線13が積層された面の全面に粘着層40によって積層されている。

0028

スペーサ30は、フィルム基板10のアンテナ12及び緩み検知用配線13が積層された面とは反対側の面のうち貼着領域10aの正六角形の領域に積層されている。スペーサ30は、非金属からなり、例えば、発泡性アクリル樹脂等のように柔らかい材料から構成されている。

0029

粘着層50は、本願発明における接着層となるものであって、フィルム基板10のスペーサ30が積層された面の全面に、例えば、リンテック社製のTL−85シリーズ粘着剤を塗布することで積層されている。

0030

このように積層されたフィルム基板10、保護フィルム20及び粘着層40,50には、貼着領域10aと貼着領域10bとの間に、表裏貫通した破断容易線となる3本のミシン目14が形成されている。なお、ミシン目14は、ミシン目14を構成するカット部が緩み検知用配線13を断線しないように形成されている。

0031

以下に、上記のように構成された緩み検知ラベル1の利用方法及びその際の作用について説明する。

0032

図2は、図1に示した緩み検知ラベル1が貼着される被着体の一例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は側面図である。

0033

図1に示した緩み検知ラベル1は、例えば、図2に示すように、締め付け対象部品となる金属製の土台3と、この土台3に締め付けられる締め付け部材となる金属製のボルト2とからなる被着体に貼着されて使用される。この被着体は、正六角形からなるヘッド部2aとヘッド部2aの一方の面から伸びたねじ部2bとから構成されるボルト2が、土台3に形成されたねじ孔にねじ部2bがねじ込まれることで、ボルト2が土台3に締め付けられることになる。その際、外部から加わる振動等によってボルト2が緩む可能性があり、その緩みを検知するために図1に示した緩み検知ラベル1が利用されることになる。

0034

図3は、図1に示した緩み検知ラベル1が図2に示した被着体に貼着された状態の一例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図である。なお、説明がわかりにくくならないように緩み検知ラベル1の積層構造等の詳細な構成の図示は省略してある。

0035

図1に示した緩み検知ラベル1を図2に示した被着体に貼着してボルト2の緩み検知に利用する場合は、図3に示すように、ボルト2のヘッド部2aの角部2cと貼着領域10aの正六角形の領域の角部15とがほぼ合わさるようにして、ボルト2のヘッド部2aの上面に貼着領域10aの正六角形の領域が対向するとともに、ヘッド部2aの1つの側面に貼着領域10aの長方形の領域が対向し、土台3に貼着領域10bが対向するように、緩み検知ラベル1を粘着層50によってボルト2と土台3とに跨って貼着する。すなわち、本例においては、貼着領域10aが第2の領域となり、貼着領域10bが第1の領域となって、緩み検知ラベル1がボルト2と土台3とに跨って貼着されることになる。この際、ボルト2のヘッド部2aの角部2cと貼着領域10aの正六角形の領域の角部15とがほぼ合わさるような状態で、ヘッド部2aの1つの側面に貼着領域10aの長方形の領域が対向することで、貼着領域10aの長方形の領域においては、緩み検知ラベル1の端辺がボルト2のヘッド部2aの角部2cに沿うことになるが、緩み検知用配線13は、貼着領域10aの長方形の領域においては、フィルム基板10の端辺に沿って形成されているため、緩み検知用配線13のうち、貼着領域10aの長方形の領域にてフィルム基板10の端辺に沿って形成された領域が、ボルト2のヘッド部2aの角部2cに沿う領域に形成されたものとなる。この際、緩み検知ラベル1の2つのアンテナ12がそれぞれ、フィルム基板10の貼着領域10aの正六角形の領域に、正六角形の端辺に沿って円弧を描くように形成されていることにより、ボルト2のヘッド部2aの正六角形の内接円に沿う円弧状のものとなる。それにより、緩み検知ラベル1がボルト2と土台3との跨って貼着された際、アンテナ12がボルト2のヘッド部2aからはみ出ることなく、アンテナ12の長さを確保することができ、より長い通信距離を確保することができる。

0036

このようにしてボルト2と土台3とに跨って貼着された緩み検知ラベル1においては、緩み検知用配線13が、ループ状に形成されていることで導通状態となっている。

0037

図4は、図1に示した緩み検知ラベル1が図3に示したようにボルト2と土台3とに跨って貼着された状態においてボルト2に緩みが生じた際の作用を説明するための図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図である。なお、説明がわかりにくくならないように緩み検知ラベル1の積層構造等の詳細な構成の図示は省略してある。

0038

図1に示した緩み検知ラベル1が図3に示すようにボルト2と土台3とに跨って貼着された状態において、外部から加わる振動等によってボルト2が図4(a)に示すように反時計回りに回転して土台3に対して緩みが生じると、図4(b)に示すように、ボルト2に貼着された貼着領域10aと土台3に貼着された貼着領域10bとの間に歪みが生じる。

0039

図5は、図1に示した緩み検知タグ1において図4に示したようにボルト2に貼着された貼着領域10aと土台3に貼着された貼着領域10bとの間に歪みが生じた場合の作用を説明するための図である。

0040

上述したように、ボルト2に貼着された貼着領域10aと土台3に貼着された貼着領域10bとの間に歪みが生じた場合、図5に示すように、その歪みによって緩み検知ラベル1が破断し、それに伴って緩み検知用配線13が断線して非導通状態となる。そして、この緩み検知用配線13の非導通状態を検出することで、土台3に締め付けられたボルト2に緩みが生じた旨が検知されることになる。

0041

このように、土台3に締め付けられたボルト2に緩みが生じた場合に緩み検知ラベル1が破断することを利用して、ボルト2に緩みが発生していることを検知することにより、土台3に締め付けられたボルト2の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知することができる。なお、緩み検知ラベル1の貼着領域10aと貼着領域10bとの間には、ミシン目14が形成されているため、ボルト2に貼着された貼着領域10aと土台3に貼着された貼着領域10bとの間に歪みが生じた場合に、緩み検知ラベル1が、貼着領域10aと貼着領域10bとの間にてさらに破断しやすくなる。

0042

ここで、緩み検知用配線13のうち、貼着領域10aの長方形の領域にてフィルム基板10の端辺に沿って形成された領域が、ボルト2のヘッド部2aの角部2cに沿う領域に形成されていることによる効果について説明する。

0043

図6は、図2に示したボルト2が回転することによる位置の変位を説明するための図である。

0044

図2に示したボルト2が回転した場合、図6に示すように、ボルト2のヘッド部2aの正六角形を構成する辺上の点Aは、図中A’に変位する一方、ボルト2のヘッド部2aの角部2cの点Bは図中B’に変位することとなり、ボルト2のヘッド部2aの角部2cの変位は、ヘッド部2aの正六角形を構成する辺上の点の変位よりも大きなものとなる。

0045

そのため、上述したようにボルト2に貼着された貼着領域10aと土台3に貼着された貼着領域10bとの間に歪みが生じた場合、その歪みによる応力はボルト2のヘッド部2aの角部2cに沿う領域が最も大きなものとなる。

0046

そのため、ボルト2に貼着された貼着領域10aと土台3に貼着された貼着領域10bとの間に歪みが生じた場合に、その歪みによる応力はボルト2のヘッド部2aの角部2cに沿う領域が最も大きなものとなるが、貼着領域10aの長方形の領域においては、緩み検知ラベル1の端辺がボルト2のヘッド部2aの角部2cに沿うことで、緩み検知ラベル1が、緩み検知ラベル1の貼着領域10aと貼着領域10bとの間にてその端辺から破断しやすくなる。

0047

そして、上述したように、緩み検知用配線13は、貼着領域10aの長方形の領域においては、フィルム基板10の端辺に沿って形成されているため、ボルト2に貼着された貼着領域10aと土台3に貼着された貼着領域10bとの間に歪みが生じた場合、緩み検知ラベル1の破断に伴って断線しやすくなっており、それにより、緩み検知用配線13が断線して非導通状態となる。

0048

以下に、上述した作用を利用して土台3に対するボルト2の緩みを検知する具体的な方法について説明する。

0049

図7は、図1に示した緩み検知ラベル1を用いて土台3に対するボルト2の緩みを検知するためのシステムの一例を示す図である。

0050

図1に示した緩み検知ラベル1を用いて土台3に対するボルト2の緩みを検知するためのシステムとしては、図7に示すように、緩み検知ラベル1に対して非接触通信が可能な読取手段となるリーダライタ5と、リーダライタ5と有線または無線を介して接続された処理手段となる管理用パソコン6とを有するシステムが考えられる。なお、読取手段のみならず処理手段が内蔵されたハンディターミナルをリーダライタとして用いることも考えられ、その場合、管理用パソコンが不要となる。

0051

図8は、図7に示したシステムにおいて図1に示した緩み検知ラベル1を用いて土台3に対するボルト2の緩みを検知する方法を説明するためのフローチャートである。

0052

図1に示した緩み検知ラベル1においては、リーダライタ5が緩み検知ラベル1に近接され、リーダライタ5にて緩み検知ラベル1が検出されると(ステップ1)、まず、リーダライタ5から、緩み検知ラベル1に電力が供給されるとともに、緩み検知用配線13の導通状態の検出及びその検出結果の送信をする旨の命令が緩み検知ラベル1に対して送信される(ステップ2)。この際、フィルム基板10の貼着領域10aのうち、アンテナ12が形成された正六角形の領域のボルト2との貼着面に、非金属からなるスペーサ30が積層されているため、緩み検知ラベル1が金属からなるボルト2に貼着された場合でも、金属による影響を大きく受けることなくリーダライタ5にて緩み検知ラベル1との間にて非接触通信を行うことができる。

0053

リーダライタ5から供給された電力が緩み検知ラベル1にて得られるとともに、リーダライタ5から送信された命令が緩み検知ラベル1のアンテナ12を介してICチップ11にて受信されると(ステップ3)、リーダライタ5から供給された電力によって緩み検知用配線13に電流が供給される。

0054

ICチップ11においては、供給された電流を用いて緩み検知用配線13の抵抗値が検出されることで、緩み検知用配線13の導通状態が検出されることになる(ステップ4)。ここで、緩み検知ラベル1がボルト2に貼着され、図3に示したようにボルト2が緩んでいない場合は、緩み検知用配線13が導通状態となっているため、ICチップ11においては緩み検知用配線13自体の抵抗値が検出されることになる。

0055

ICチップ11においては、検出された抵抗値が緩み検知用配線13自体の抵抗値である場合は、緩み検知用配線13が導通状態にあると判断され、その判断結果が緩み検知用配線13の導通状態の検出結果としてデジタル情報に変換されてアンテナ12を介してリーダライタ5に非接触送信される(ステップ5)。なお、緩み検知用配線13が非導通状態となっている場合にICチップ11にて検出される抵抗値が、後述するようにほぼ無限大となることから、ICチップ11において、緩み検知用配線13が導通状態にあると判断するための抵抗値として、緩み検知用配線13自体の抵抗値ではなく、一定の閾値以下のものを用いてもよい。

0056

一方、緩み検知ラベル1がボルト2に貼着され、図4に示したようにボルト2に緩みが生じることにより図6に示したように緩み検知ラベル1が破断して緩み検知用配線13が断線している場合は、緩み検知用配線13が非導通状態となっている。その状態においては、リーダライタ5から供給された電力によって緩み検知用配線13に電流が供給されても、緩み検知用配線13が非導通状態となっていることから緩み検知用配線13には電流が流れず、それにより、ICチップ11において検出される抵抗値は、ほぼ無限大となる。

0057

ICチップ11においては、検出された抵抗値がほぼ無限大である場合は、緩み検知用配線13が非導通状態になっている判断され、その判断結果が緩み検知用配線13の導通状態の検出結果としてデジタル情報に変換されてアンテナ12を介してリーダライタ5に非接触送信される。なお、緩み検知用配線13が非導通状態である場合にICチップ11にて検出される抵抗値がほぼ無限大となることから、ICチップ11において、緩み検知用配線13が非導通状態であると判断するための抵抗値としてほぼ無限大ではなく、緩み検知用配線13自体の抵抗値よりも大きな一定の閾値以上のものを用いてもよい。

0058

このように、リーダライタ5においては、緩み検知ラベル1にて検出された緩み検知用配線13の導通状態を、アンテナ12を介して非接触送信させることになる。

0059

上記のようにして緩み検知ラベル1からリーダライタ5に非接触送信された検出結果がリーダライタ5にて受信されると(ステップ6)、リーダライタ5にて受信された検出結果は管理用パソコン6に転送される(ステップ7)。

0060

リーダライタ5から転送されてきた検出結果が管理用パソコン6にて受信されると(ステップ8)、管理用パソコン6において、緩み検知ラベル1からリーダライタ5に非接触送信され、管理用パソコン6に転送されてきた検出結果に基づいて、ボルト2に緩みが生じているかが判断されることになる(ステップ9)。具体的には、リーダライタ5から管理用パソコン6に転送されてきた検出結果において、緩み検知用配線13が導通状態である場合はボルト2に緩みが生じていないと判断され、緩み検知用配線13が非導通状態である場合はボルト2に緩みが生じていると判断されることになる。

0061

このように、本形態においては、土台3に締め付けられたボルト2の緩みを検知するための緩み検知用配線13の一部が、緩み検知ラベル1がボルト2と土台3とに跨って貼着された状態において、ボルト2に緩みが発生した場合に位置の変位が最も大きくなるヘッド部2aの角部2cに沿う領域に形成されたものとなっているため、土台3に締め付けられたボルト2に緩みが発生した場合に緩み検知用配線13が断線しやすくなり、それにより、ボルト2の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知することができる。

0062

このように構成された緩み検知ラベル1は、例えば、新幹線台車等において、台車を固定するボルトの緩み検知に用いることができる。その場合、スペーサ30が発泡性アクリル樹脂等のように柔らかい材料から構成されていれば、新幹線が走行中に緩み検知ラベル1が風で飛ばされたり振動で脱落したりした場合でも、緩み検知ラベル1が人体等に当たることによる被害を小さくすることができる。

0063

ここで、緩み検知ラベル1の貼着領域10aの正六角形の領域と長方形の領域との連接部分に正六角形の頂点が角部15として存在していることによる効果について説明する。

0064

図9は、図1に示した緩み検知ラベル1の貼着領域10aの正六角形の領域と長方形の領域との連接部分に正六角形の頂点が角部15として存在していることによる効果を説明するための図である。

0065

土台3に締め付けられるボルト2の大きさは様々である。そのため、上述したように、貼着領域10aのうちボルト2のヘッド部2aの側面に貼着される長方形の領域の端辺がボルト2の角部2cに沿うように緩み検知ラベル1をボルト2と土台3とに跨って貼着することは、図9(a)に示すようにボルト2のヘッド部2aの上面の正六角形の大きさが貼着領域10aの正六角形の大きさとほぼ等しい場合は、容易であるものの、ボルト2のヘッド部2aの上面の正六角形の大きさが貼着領域10aの正六角形の大きさよりも大きな場合、困難となる場合がある。

0066

本形態における緩み検知ラベル1においては、上述したように、貼着領域10aの正六角形の領域と長方形の領域との連接部分に正六角形の頂点が角部15として存在している。

0067

そのため、図9(b),(c)に示すように、ボルト2のヘッド部2aの上面の正六角形の大きさが貼着領域10aの正六角形の大きさよりも大きな場合であっても、ボルトのヘッド部2aの角部2cの1つと貼着領域10aの正六角形の領域の角部15の1つとがほぼ合わさるようにして、緩み検知ラベル1をボルト2と土台3とに跨って貼着すれば、貼着領域10aのうちボルト2のヘッド部2aの側面に貼着される長方形の領域の端辺がボルト2の角部2cに沿うようにすることができる。

0068

図10は、図1に示した緩み検知ラベル1が図2に示した被着体に貼着された状態の他の例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図である。なお、説明がわかりにくくならないように緩み検知ラベル1の積層構造等の詳細な構成の図示は省略してある。

0069

図1に示した緩み検知ラベル1を図2に示した被着体に貼着してボルト2の緩み検知に利用する場合は、図10に示すように、ボルト2のヘッド部2aの1つの側面に貼着領域10bが対向するとともに、土台3に貼着領域10aが対向するように、緩み検知ラベル1を粘着層50によってボルト2と土台3とに跨って貼着してもよい。すなわち、本例においては、貼着領域10aが第1の領域となり、貼着領域10bが第2の領域となって、緩み検知ラベル1がボルト2と土台3とに跨って貼着されることになる。この際、貼着領域10bの端辺がボルト2のヘッド部2aの角部2cに沿うように緩み検知ラベル1がボルト2と土台3とに跨って貼着されることで、緩み検知用配線13のうち、貼着領域10bの端辺に沿って形成された領域の一部が、ボルト2のヘッド部2aの角部2cに沿う領域に形成されたものとなる。

0070

このようにしてボルト2と土台3とに跨って貼着された緩み検知ラベル1においては、緩み検知用配線13が、ループ状に形成されていることで導通状態となっている。

0071

図11は、図1に示した緩み検知ラベル1が図10に示したようにボルト2と土台3とに跨って貼着された状態においてボルト2に緩みが生じた際の作用を説明するための図であり、(a)は上面図、(b)は(a)に示すA方向から見た側面図である。なお、説明がわかりにくくならないように緩み検知ラベル1の積層構造等の詳細な構成の図示は省略してある。

0072

図1に示した緩み検知ラベル1が図10に示すようにボルト2と土台3とに跨って貼着された状態において、外部から加わる振動等によってボルト2が図11(a)に示すように反時計回りに回転して土台3に対して緩みが生じると、図11(b)に示すように、ボルト2に貼着された貼着領域10bと土台3に貼着された貼着領域10aとの間に歪みが生じる。

0073

ボルト2に貼着された貼着領域10bと土台3に貼着された貼着領域10aとの間に歪みが生じると、上述したものと同様に、緩み検知ラベル1がその端辺から破断し、それに伴って緩み検知用配線13が破断することで非導通状態となる。そして、緩み検知用配線13が非導通状態になったことが検出されることにより、土台3に対するボルト2の緩みが生じたことが検知されることになる。

0074

この場合においても、土台3に締め付けられたボルト2の緩みを検知するための緩み検知用配線13の一部が、緩み検知ラベル1がボルト2と土台3とに跨って貼着された状態において、ボルト2に緩みが発生した場合に位置の変位が最も大きくなるヘッド部2aの角部2cに沿う領域に形成されたものとなっているため、土台3に締め付けられたボルト2に緩みが発生した場合に緩み検知用配線13が断線しやすくなり、それにより、ボルト2の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知することができる。

0075

(他の実施の形態)
図12は、本発明の緩み検知ラベルの他の実施の形態を示す図であり、(a)は表面方向から見た構成図、(b)は(a)に示したA−A’断面図、(c)は(a)に示したB−B’断面図、(d)は(a)に示したC−C’断面図である。

0076

本形態は図12に示すように、図1に示したものに対して、緩み検知用配線113が、貼着領域110aの長方形の領域と貼着領域110bにおいて、貼着領域110aと貼着領域110bとの連接方向に延びるフィルム基板110の2つの端辺のうち一方の端辺側に寄って形成されている点が異なる緩み検知ラベル101である。

0077

このように構成された緩み検知ラベル101においても、貼着領域110aの長方形の領域や貼着領域110bの端辺のうち、緩み検知用配線113が沿う端辺がボルト2のヘッド部2aの角部2cに沿うようにボルト2と土台3とに跨って貼着されることで、緩み検知用配線113の一部がヘッド部2aの角部2cに沿う領域に形成されたものとなり、それにより、土台3に締め付けられたボルト2に緩みが発生した場合に緩み検知用配線113が断線しやすくなり、それにより、ボルト2の緩みが小さな場合であってもその緩みを検知することができる。

0078

なお、上述した実施の形態においては、破断容易線として3本のミシン目14,114が設けられたものを例に挙げて説明したが、ミシン目14,114の数は3本に限らない。ただ、ミシン目14,114が複数本設けられているものにおいては、ワッシャが挿入された場合に、ボルト2のヘッド部2aとワッシャとの間と、ワッシャと土台3の座面との間にミシン目14,114がそれぞれ対向するように緩み検知ラベル1,101を貼着することで、ボルト2のヘッド部2aとワッシャとの間、または、ワッシャと土台3の座面との間のどちらかのみに緩みによる相対変位が生じた場合でも、その緩みを検知することができる。また、緩み検知ラベル1,101が貼着されるボルト2のサイズが複数ある場合、それぞれのサイズに応じて緩みによる相対変位が発生する位置にミシン目が対向するように緩み検知ラベル1,101を貼着することで、それぞれのサイズのボルト2による緩みを検知することができる。これにより、緩み検知ラベル1,101が貼着されるボルト2のサイズが複数ある場合でも、ミシン目14,114の形成位置が互いに異なる複数種類の緩み検知ラベルを用いることなく、1種類の緩み検知ラベルで緩みを検知することができ、緩み検知ラベルのコストを低減できる。

0079

また、上述した実施の形態においては、破断容易線としてミシン目14,114を例に挙げて説明したが、緩み検知用配線13,113を避けるようにスリット加工抜き加工を施すことで破断容易線を構成してもよい。

0080

また、上述した実施の形態においては、ICチップ11,111に2つのアンテナ12,112が接続された構成を例に挙げて説明したが、ループ状の1つのアンテナがICチップに接続された構成であってもよい。

0081

1,101 緩み検知ラベル
2ボルト
2aヘッド部
2bねじ部
2c,15,115 角部
3土台
3a ねじ孔
導電性インク
5リーダライタ
6管理用パソコン
10,110フィルム基板
10a,10b,110a,110b 貼着領域
11,111ICチップ
12,112アンテナ
13,113 緩み検知用配線
14,114ミシン目
20,120保護フィルム
30,130スペーサ
40,50,140,150 粘着層

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