説明

部品状態管理方法及びシステム

【課題】部品状態管理方法及びシステムに関し、例えばネジが緩んだ場合にも確実に検出でき、しかも、膨大な量の部品(ネジ等)についても容易に管理できるようにする。
【解決手段】各所に延在して装備された複数の取付用のネジ1,2の各近傍にそれぞれ装備され、ネジ1,2の状態に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチ15と、スイッチ15と接続されスイッチ15の閉成・開成状態に応じて応答するRFタグ12とをそなえてなる部品管理具10と、部品管理具10に接近させてRFタグ12からの応答情報を読み取る読取装置20と、読取装置20を装備し、延在するネジ1,2に沿って付設されたレール201,202上を走行する走行体210とをそなえ、走行体210を走行させながら、読取装置20によって各RFタグ12からの応答情報を読み取る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ネジの締結状態の管理に用いて好適の、部品状態管理方法及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
機械類や建造物やその他の種々の設備類には、多数の管理対象部品が存在し、これらの管理対象部品の状態を管理することが重要な場合が多い。
代表的な管理対象部品として、種々の設備類に多数締結されているボルトがあり、このようなボルトの締結状態を管理することも重要である。つまり、本来所定の締結状態に締め付けられているべきボルトが、締付け作業者のミスによって締め忘れられたり、或いは、締結軸力(締め付け軸力)が弱かったりすることがあり、これらの状態を検査し、各ボルトを確実に所定の締結状態に管理することが望まれる。
【0003】
このようなボルトの締結状態の管理を、1本ずつ手作業で確認するのはあまりにも作業負担が大きいので、より簡便に締結状態の管理を行なえるようにした技術が種々開発されている。
例えば、特許文献1には、ボルトの頭部或いはナットと締め付け対象の部材との間に、外周側がボルトの頭部或いはナットの座面に当接されるようにして皿バネ座金を介装し、皿バネ座金を、ボルトの締結軸力が所定の適正値になったときに平らになる特性を有するものとすることにより、皿バネ座金が平らになった時点で締め付けを終了すれば、所定の適正な締結軸力で締結が行われたものとする技術が提案されている。
【0004】
また、特許文献2には、ボルトにより締め合わされる部分に、第一ICタグをボルトの締め付けによって破壊されるように取り付け、この第一ICタグとは別の第二ICタグを、ボルトの締め付けによって破壊されないように取り付け、ネジ締め接合したのち、読取装置で、ICタグに記録されたIDを読み取っていき、ネジの締め忘れや付け忘れを検出する技術が提案されている。
【0005】
つまり、読取装置によるIDの読み取りにおいて、第一ICタグのIDが読み取れず、第二ICタグのIDが読み取れた場合は、ネジ具は、付け忘れなく適正に締め付けられていることを確認することができ、また、第一ICタグと第二ICタグの両方のIDが読み取れた場合は、ネジ具は、付け忘れはないけれども締め忘れがあることを確認することができ、更に、第一ICタグと第二ICタグの両方のIDが読み取れない場合は、ネジ具は、付け忘れられていることを確認することができる。
【特許文献1】特開2001−187911号公報
【特許文献2】特開2006−97813号公報
【発明の開示】
【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の技術では、ボルトの締結軸力を確認することができるが、締め付けの確認には目視が必要であり、目視が困難な箇所には適用できず、作業負担が大きい上に作業効率が悪く高速で検査を行なうことができない。
また、特許文献1の技術では、ボルトの締結軸力が設定値を超えたら第一ICタグがこのボルトの締め付けによって破壊されるように設定すれば、ボルトの締結軸力を確認することができるが、1度締め付けられた後に、ボルトが緩んだ場合には検出することができない。
【0007】
つまり、ボルト等の管理対象部品の状態が良側(例えばボルトの締結軸力が所定以上)と不良側(例えばボルトの締結軸力が所定未満)の何れの側にあるかを管理する際に、良側と不良側との間で何れに変化しても検出できることが部品状態の管理を確実に行なう上で必要である。
さらに、多数の管理対象部品が広範囲に亘って配置されている場合、これらを管理するための作業負担は著しく大きいため、確実な部品状態の管理を効率よく円滑に行なうことができるようにすることも極めて重要である。
【0008】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、部品状態の管理を確実にしかも効率よく円滑に行なうことができるようにした、部品状態管理方法及びシステム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】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明の部品状態管理方法(請求項1)は、設備の各所に延在して装備された複数の部品の各近傍にそれぞれ装備され、前記部品の状態に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチと、前記スイッチと接続され該スイッチの閉成・開成状態に応じて応答するRFタグとをそなえてなる部品管理具と、前記部品管理具に接近させて前記RFタグからの応答情報を読み取る読取装置と、前記読取装置を装備し、前記設備に延在する前記複数の部品に沿って付設されたレール上を走行する走行体とをそなえ、前記走行体を走行させながら、前記読取装置によって前記複数の部品の各RFタグからの応答情報を読み取ることを特徴としている。
【0010】
また、本発明の部品状態管理システム(請求項10)は、設備の各所に延在して装備された複数の部品の各近傍にそれぞれ装備され、前記部品の状態に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチと、前記スイッチと接続され該スイッチの閉成・開成状態に応じて応答するRFタグとをそなえてなる部品管理具と、前記部品管理具に接近させて前記RFタグからの応答情報を読み取る読取装置と、前記読取装置を装備し、前記設備に延在する前記複数の部品に沿って付設されたレール上を走行する走行体と、をそなえ、前記走行体を走行させながら、前記読取装置によって前記複数の部品の各RFタグからの応答情報を読み取り可能となっていることを特徴としている。
【0011】
前記RFタグは、入力された電磁波によって供給された電力によって特定の周波数の電磁波を発振できるようにアンテナをそなえていることが好ましい(請求項2,11)。
前記RFタグは、ICチップと該ICチップに接続されたアンテナとをそなえたパッシブタイプのRFタグであって、前記スイッチは、前記ICチップと前記アンテナとから形成された電気回路内に介装されていることが好ましい(請求項3,12)。
【0012】
前記ICチップには前記アンテナを通じて出力可能なID情報が書き込まれ、前記スイッチが閉成され前記電気回路に電流が流れると前記ID情報が出力されることが好ましい(請求項4,13)。
前記部品はネジであって、前記スイッチは、前記ネジの締結個所に介装され締結軸力に応じて閉成・開成が切り換わり、前記締結軸力が基準以上になると閉成し、前記締結軸力が基準未満になると開成することが好ましい(請求項5,14)。
【0013】
前記スイッチは、前記ネジが貫通するネジ孔部が形成され前記締結軸力に応じて弾性的に厚みが変化するシート状基材と、該シート状基材の前記ネジ孔部に隣接して配置され、前記シート状基材の前記厚みの変化に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチ本体とから構成されていることが好ましい(請求項6,15)。
前記設備は鉄道用レールであって、前記ネジは前記鉄道用レールを固定する固定具にそなえられ、前記走行体を前記鉄道用レールに沿って走行させることが好ましい(請求項7,16)。
【0014】
前記設備は印刷機であって、前記ネジは前記印刷機の各部に装備されていることが好ましい(請求項8,17)。
前記レールは前記印刷機の側方に装備された紙通し用のレールであることが好ましい(請求項9,18)。
【発明の効果】
【0015】
本発明の部品状態管理方法(請求項1)及び部品状態管理システム(請求項10)によれば、複数の部品の近傍にそれぞれ配置されたスイッチが、部品の状態に応じて閉成・開成が切り換わり、RFタグがこのスイッチの閉成・開成状態に応じて応答するので、複数の部品に沿って付設されたレール上で走行体を走行させながら、読取装置を通じてRFタグからの応答情報を読み取ることにより、容易で且つ速やかに部品の状態を認識することができる。
【0016】
前記RFタグを、ICチップと該ICチップに接続されたアンテナとをそなえたパッシブタイプのRFタグとして、前記スイッチを、これらのICチップとアンテナとから形成された電気回路内に介装すれば、RFタグに電源をそなえることなしに、所要の読取装置を接近させれば、スイッチの閉成によりICチップからの情報を読み取ることができる(請求項3,12)。
【0017】
前記ICチップにID情報が書き込まれていれば、スイッチが閉成され電気回路に電流が流れるとID情報が出力されるため、読取装置によって対象のRFタグを他と識別しながらICチップからの情報を読み取ることができる(請求項4,13)。
前記部品はネジであって、前記スイッチを、ネジの締結軸力が基準以上になると閉成し、締結軸力が基準未満になると開成するように構成すれば、ネジの締結個所に介装されたスイッチが、締結軸力に応じて閉成・開成が切り換わり、RFタグがこのスイッチの閉成・開成状態に応じて応答するので、RFタグからの応答情報を読み取れたら、当該RFタグを装備したネジが所定の締結状態にあると判定し、RFタグからの応答情報を読み取れなければ、当該RFタグを装備したネジが所定の締結状態にない可能性があると判定することができる。スイッチは、締結軸力に応じて閉成・開成が切り換わるので、ネジの締結後の経年変化等によって、ネジに緩みが生じた場合には、RFタグからの応答情報を読み取れなくなるので、RFタグを装備したネジが所定の締結状態にないものと推定することができ、ネジの締結状態管理を容易にしかも確実に行なうことができる(請求項5,14)。
【0018】
また、前記スイッチを、ネジ孔部が形成され締結軸力に応じて弾性的に厚みが変化するシート状基材と、シート状基材の厚みの変化に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチ本体とから構成すれば、ネジ孔部にネジが貫通する状態にシート状基材を装着してネジを締結させれば、締結軸力に応じてシート状基材の厚みが変化し、これに応じてスイッチ本体が閉成・開成が切り換わり、しかも、シート状基材の厚み変化は弾性的に生じるので、締結軸力が減少すればシート状基材の厚みも変化することになり、装着性がよく、安定したスイッチング性能を有するスイッチとなる(請求項6,15)。
【0019】
前記設備を鉄道用レールとして、前記ネジをこの鉄道用レールを固定する固定具にそなえられるものとし、前記走行体を鉄道用レールに沿って走行させるようにすれば、膨大な量を設置された鉄道用レールの固定用ネジの締結状態を極めて効率よく把握することができる(請求項7,16)。
前記設備を印刷機とし、ネジは前記印刷機の各部に装備されている場合、印刷機の各部に多数備えられたネジの締結状態を効率よく把握することができる(請求項8,17)。
【0020】
この場合、前記レールを印刷機の側方に装備された紙通し用のレールとすれば、既存の設備を用いて低コストでネジの締結状態を把握することができる(請求項9,18)。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
[第1実施形態]
図1〜図11は本発明の第1実施形態に係る部品管理具としてのネジ具及び部品状態管理システムとしてのネジの締結状態管理システムを示すものである。
本実施形態にかかる部品管理具は、機械類や建造物やその他の種々の設備類に多数締結されているボルト,ナット等のネジを対象部品としているので、ここでは、ネジ具とも呼ぶ。
【0022】
特に、本実施形態では、図1,図2に示すように、鉄道のレール201,202を枕木203に固定する固定用部材3を枕木203に締結するためのネジ部に適用される。つまり、枕木203上には各レール201,202の左右両側部204〜207に埋め込みボルト1が突設されており、各レール201,202を枕木203上に設置してその下部フランジの左右に固定用部材3を上方からあてがって、埋め込みボルト1にナット2を螺合締結して、固定用部材3を各レール201,202に押し付ける状態で固定することで、レール201,202を緩みなく固定することができる。
【0023】
このネジ具(部品管理具)10は、このようなネジ(埋込ボルト1及びナット2)の緩みを検出しうるもので、図5に示すように、ネジ(埋込ボルト1及びナット2)により締結される部材3とともにボルト1及びナット2による締結箇所に介装され、対象部品であるネジ1,2の状態(即ちネジ1,2の締結軸力の状態)に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチ15と、このスイッチ15と接続されてスイッチ15の閉成・開成状態に応じて応答するRFタグ12とをそなえている。なお、スイッチ15は、ネジ1,2の締結軸力が基準以上になると閉成し、この締結軸力が基準未満になると開成する。
【0024】
また、RFタグ12は、本実施形態の場合、ICチップ13とこのICチップ13に接続されたアンテナ14とをそなえた公知のパッシブタイプのRFタグである。つまり、図6に示すように、パッシブタイプのRFタグは、ロジック回路13aとメモリ13bとをそなえたICチップ13と、アンテナ14とから形成された電気回路が形成されている。そして、スイッチ15は、ICチップ13とアンテナ14とから形成された電気回路内(ここでは、アンテナ14の一端側の導線部14aとICチップ13の一端側の導線部14bとの間)に介装されている。
【0025】
これにより、図4,図6に本実施形態にかかるネジの締結状態管理システムの要部構成として示すように、スイッチ15がオン(閉成)状態であれば、リーダ・ライタ本体(リーダ・ライタ機能部)21とアンテナ22とからなる読取装置(リーダ・ライタ)20に、電流を流すことにより、アンテナ22の発信部22aから電磁波が発信され、RFタグ12のアンテナ14が共振してICチップ13及びアンテナ14からなる電気回路内に電流が流れ、ロジック回路13aを通じてメモリ13b内の情報[ここでは、各RFタグ12に固有の識別情報(ID情報)]等がアンテナ14を通じて発信され、読取装置(リーダ・ライタ)20のアンテナ22の受信部22bに受信されてICチップ13の情報を読み取ることができるようになっている。
【0026】
ところで、本実施形態では、図5に示すように、シート状基材11の中に、RFタグ12のICチップ13及びアンテナ14とともに、スイッチ15が埋設されており、RFタグ12とスイッチ15とが一体に構成されている。なお、シート状基材11には、ネジ(ボルト)1の軸1bが貫通しうるネジ孔部11aが設けられ、スイッチ15はこのネジ孔部11aの周囲のネジ1,2の締結軸力が加わる箇所に配置されている。
【0027】
なお、シート状基材11の形状としては、図7に示すように、種々のものが考えられる。つまり、図7(a)に示すものは、本実施形態のものであり、ネジ孔部11aから離隔するようにシート状基材11Aを一方に延設し、ネジ孔部11aの周囲にスイッチ15を設け、延設部分にICチップ13及びアンテナ14を配置している。
図7(b)に示すものは、図7(a)に示す周囲が完全に閉じたネジ孔部11aに替えて、シート状基材11Bの端部に開口した開口付きネジ孔部11bとしたもので、ネジ孔部11bから離隔するようにシート状基材11Bを延設し、ネジ孔部11bの周囲にスイッチ15を設け、ネジ1,2を取付状態にしたままでネジ(ボルト)1の軸1bの側方から開口付きネジ孔部11b内に軸1bを貫通させることができる。
【0028】
図7(c),(d)に示すものは、いずれも、ネジ孔部11aから離隔するようにシート状基材11C,11Dを全周に延設し、ネジ孔部11aの周囲にスイッチ15を設け、延設ネジ孔部11aの全周を取り巻くようにアンテナ14を配置している。図7(c)に示すものは、図7(a)と同様なネジ孔部11aを有し、図7(d)に示すものは、図7(b)と同様な開口付きネジ孔部11bを有している。
【0029】
図7(e)に示すものは、図7(a)に示すものに対して、スイッチ15とRFタグ12(ICチップ13及びアンテナ14)とを離隔させたもので、RFタグ12(ICチップ13及びアンテナ14)の部分をネジ1,2から離隔させて好みの位置に配置できるように、シート状基材11Eを、スイッチ15側とRFタグ12側とに分けて両者をくびれ部11eで接続した形状としている。これにより、くびれ部11eを長くすれば、奥まった箇所のネジ1,2にスイッチ15側を装着しながら、RFタグ12側は検出に都合のいい箇所に配置することが可能になる。
【0030】
ここでは、スイッチ15側とRFタグ12側とはくびれ部11eを介して一体に構成されているが、スイッチ15側とRFタグ12側とくびれ部11eとを別体としてそれぞれ接続するようにしてもよい。
また、この例では、ネジ孔部11aからシート状基材11Eの端部にわたって、開口付きネジ孔部11bの開口部よりも幅の狭い(ネジ径よりも小さい)切り欠き11cが形成され、ネジ1,2を取付状態にしたままで、切り欠き11c付近のシート状基材11Eを変形させてネジ孔部11a内に軸1bを導入させることができるようになっている。
【0031】
これにより、シート状基材11Eをネジ1,2で締結した後に、シート状基材11Eが外れにくい利点がある。
なお、この切り欠き11c付きのネジ孔部11aを図7(a)〜(d)に示すものに適用してもよく、図7(a),(c)に示す切り欠き11cなしのネジ孔部11aや図7(b),(d)に示す開口付きネジ孔部11bを、この図7(e)に示すシート状基材11Eに適用してもよい。
【0032】
次に、スイッチ15の具体的な構成としては、図8に示すようなものが考えられる。
図8(a1),(a2)に示すスイッチ15Aは、本実施形態のものであり、シート状基材11自体、或いは、シート状基材11の上面と下面との間にサンドイッチされた弾性体150内に、ネジ1,2への取付時にネジ軸1bの方向に並ぶように、2枚の端子151,152が、間に弾性体150の一部150a〜150cが位置するようにして内装され、弾性体150に軸力(軸方向の力)が加わらない自然の状態では、2枚の端子151,152が離隔する[図8(a1)参照]が、弾性体150に軸力が加わるのに応じて、弾性体150(特にその一部150a〜150c)が収縮して端子151,152が接近し、軸力が所定値F1に達すると端子151,152が接合し、スイッチ15Aが閉成する[図8(a2)参照]ようになっている。なお、端子151には端子152に向けて突出した突起151a,151bが設けられ、弾性体150の一部150aは突起151a,151b間に介在し、端子151,152間で確実に弾性力を発揮するようになっている。
【0033】
図8(b1),(b2)に示すスイッチ15Bは、シート状基材11自体、或いは、シート状基材11の上面と下面との間にサンドイッチされた弾性体150内に室155が形成され、室155内の一方(ネジ軸1b側)には液体(非圧縮性流体)が封入され、室155内の他方には端子153が液体の状態に応じて移動可能に封入され、端子153に対して空間156を介して対向するようにもう一つの端子154が固定されている。弾性体150に軸力(軸方向の力)が加わらない自然の状態では、室155は高さ(ネジ軸方向距離)があるため、端子153は端子154から離隔している[図8(b1)参照]が、弾性体150に軸力が加わるのに応じて、室155は高さを減らすため、端子153は端子154に接近し、軸力が所定値F1に達すると端子153が端子154に接合し、スイッチ15Bが閉成する[図8(b2)参照]ようになっている。
【0034】
図8(c1),(c2)に示すスイッチ15Cは、シート状基材11自体、或いは、シート状基材11の上面と下面との間にサンドイッチされた弾性体150内に、ネジ1,2への取付時にネジ軸1bの方向に並ぶように、2枚の端子157,158が、間に加圧導電性ゴム(PCR)159を介して内装され、弾性体150に軸力(軸方向の力)が加わらない自然の状態では、加圧導電性ゴム159は収縮せずに非導通状態である[図8(c1)参照]が、弾性体150に軸力が加わるのに応じて、加圧導電性ゴム159に導通性が生じて、軸力が所定値F1に達する付近で加圧導電性ゴム159が一定以上の導通性を有するようになって、端子151,152が接合しスイッチ15Aが閉成したと判定する[図8(c2)参照]ことができるようになっている。
【0035】
さらには、図9に示すように、スプリングワッシャタイプのスイッチ15Dも考えられる。図9(a1),(a2)に示すスイッチ15Dは、自然の状態では互いに軸方向に離隔するスプリングワッシャの両端に、部分的に導通部(端子)160,161を設け、両導通部160,161は、図9(a1)に示すように、互いに接触しない限り電気的には接続されないように構成する。そして、このスイッチ(スプリングワッシャ)15Dをネジ1,2に介装して締結し、軸力が所定値F1に達すると、図9(a2)に示すように、両導通部160,161は、互いに接触して、スイッチ15Dが閉成するようになっている。
【0036】
なお、図9(a1),(a2)に示すスイッチ15Dでは、スプリングワッシャの両端が同一平面上まで弾性変形したところでスプリングワッシャの両先端面部分で導通部160,161が接するようにしているが、図9(b1),(b2)に示すに示すスイッチ15D1のように、両導通部160,161がより確実に閉成するように、スプリングワッシャの両端の導通部160,161が互いに上下に重なり合って接する(つまり、導通部160の下面と導通部161の上面とが接する)ようにしてもよい。この場合、さらに、図9(c1),(c2)に示すに示すスイッチ15D2のように、スプリングワッシャの両端の導通部160,161の互いに接触する面をスプリングワッシャ面に対して傾斜するように形成して、より広い接触面積を確保できるようにすれば、両導通部160,161がさらに確実に閉成する。
【0037】
図8や図9に示すスイッチ15A,15B,15D,15D1,15D2の場合、図10に示すように、ネジの締結軸力が所定値F1よりも小ではスイッチは開成(抵抗大)し、所定値F1以上ではスイッチは閉成(抵抗微小)となる。また、図8(c1),(c2)に示すスイッチ15Cの場合、図11に示すように、ネジの締結軸力の増加に応じてスイッチの抵抗は減少するため、締結軸力が所定値F1となる抵抗値R1を予め求めておけば、スイッチの抵抗値がR1以下となったら締結軸力が所定値F1以上となったと推定することができる。
【0038】
本実施形態の場合、図1,図2に示すように、鉄道のレール201,202を枕木203に固定するためのナット2の締結状態を管理するもので、レール201,202上を走行する車両(走行体)210の下面に、各ナット2に装着された部品管理具(ネジ具)10のRFタグ12と対向しうるように、読取装置(リーダ・ライタ)20が配置されている。また、車両210内には、各読取装置20の作動を制御するとともに、各読取装置20の読み取り情報を入力されて管理する管理用コンピュータ30がそなえられている。
【0039】
本発明の第1実施形態にかかる部品管理具としてのネジ具及び部品状態管理システムとしてのネジの締結状態管理システムは上述のように構成されているので、以下のようにして、部品状態管理(ネジの締結状態管理)を行なうことができる。
図1,図2に示すように、車両210をレール201,202上で走行させながら、車両210に装備された読取装置20により、レール201,202を枕木203に固定するための各ナット2に装着された部品管理具10のRFタグ12に、電磁波を発信し、これに対する各RFタグ12からの応答を読み取っていく。
【0040】
つまり、図4,図6に示すように、読取装置(リーダ・ライタ)20をネジ具10に接近させて、読取装置20に電流を流すことにより、読取装置のアンテナ22の発信部22aから電磁波が発信され、RFタグ12のアンテナ14が共振してICチップ13及びアンテナ14からなる電気回路内に電流が流れ、ロジック回路13aを通じてメモリ13b内の情報等がアンテナ14を通じて発信されるので、読取装置20のアンテナ22の受信部22bによりこれを受信し、RFタグ12からの応答情報を読み取る(情報読取ステップ)。
【0041】
次に、情報読取ステップにおいて、管理対象のRFタグ12からの応答情報を読み取れれば、当該RFタグ12を装備したネジ1,2が所定の締結状態にあると判定し、前記RFタグ12からの応答情報を読み取れなければ、当該RFタグ12を装備したネジ1,2が所定の締結状態にない若しくは所定の締結状態にない可能性があると判定する(判定ステップ)。
【0042】
本実施形態の場合、RFタグ12からの応答情報に各RFタグ12に固有の識別情報(ID情報)が含まれるので、多数のネジに対して、次々に情報読取を行ないながらこれを読取装置20からコンピュータ30に送りそのメモリに記録していけば、このメモリに記録された読取情報から多数のネジの締結状態を一括して把握することが可能である。
もちろん、RFタグ12からの応答情報にID情報がなくても、いずれのRFタグ12を読み取ったかを把握すれば、多数のネジの締結状態を把握することができる。
【0043】
いずれにしても、ネジの締結個所に介装されたスイッチ15が、締結軸力に応じて閉成・開成が切り換わり、RFタグがこのスイッチ15の閉成・開成状態に応じて応答するので、はじめからネジの締結軸力が十分でなかった場合はもちろん、締結当初は締結軸力が十分であったが、その後、緩みが生じるなどした場合にも、スイッチ15が閉成状態から開成状態に変化するので、緩みが生じるなどしてネジの締結軸力が不十分になったことを把握することができ、車両210をレール201,202上で走行させながら極めて効率よくネジの締結状態を把握し管理することができる。
【0044】
また、本実施形態のRFタグは、パッシブタイプのRFタグであり、電源を備えなくても応答可能なので、低コストで汎用性があり、様々な用途に簡便に使用することができる。
さらに、本実施形態では、ICチップ及び前記アンテナがスイッチとともにシート状基材に埋設されているので、シート状基材にネジ具を一体構成することができ、ネジ具の扱いや管理が容易になる。
【0045】
また、スイッチを、両端縁に互いに絶縁された端子をそれぞれそなえたスプリングワッシャにより構成し、締結軸力が基準以上になってスプリングワッシャが基準以上に圧縮されると各端子が接触するように設定すれば、ネジの締結に使用するスプリングワッシャを用いながら、締結軸力に応じたスイッチ動作を実現することができる。
なお、図8(c1),(c2)に示す加圧導電ゴムを用いたスイッチ15Cでは、ネジの締結軸力の増加に応じてスイッチの抵抗は減少する(図11)が、このように、ネジの締結軸力に応じたこまめな検出情報が得られれば、単に、ネジの締結軸力が所定値以上か所定値未満かではなく、ネジの締結軸力をより詳細に把握することが可能になる。
【0046】
また、鉄道の場合、膨大な数の固定用ネジがあるので、全てのネジではなく、例えば図3に一点鎖線の丸印で示すように、所定間隔に配置された一部のネジをサンプリング対象として、これらのサンプリング対象のネジの締結状態のみ管理をするようにしても一定の効果を得ることができる。
【0047】
[第2実施形態]
図12,図13は本発明の第2実施形態に係る部品状態管理システムとしてのネジの締結状態管理システムに適用する印刷機を示すものである。
本実施形態にかかる部品管理具は、印刷機の各部に装備されたボルト,ナット等のネジを対象部品としている。
本実施形態にかかる印刷機は、輪転機であり、図12に示すように、輪転機には、上流から、給紙部301,印刷部303,ウェブパス部304,折部305が備えられ、ウェブパス部304の各ウェブパスルート(走行経路)に沿ってウェブの紙通しを行えるように、ウェブの紙通しをするための走行体(図示せず)を案内するガイドレール320が各ウェブパスルートに沿って敷設されている。
【0048】
ガイドレール320は、給紙部301の給紙位置にあるウェブロール310の近傍に始端部(入口)320inを配置され、ここから印刷部303,ウェブパス部304,折部305においてウェブパスルートの側方にウェブパスルートに沿って配設され、折部305に下流端(出口)320outが設けられている。
ここで、給紙系統の要部構成を説明する。図13に示すように、ウェブ311のパスルートに沿って、所要箇所にガイドローラ(又は駆動ガイドローラ)329が備えられ、ウェブパスルートの側方には、ガイドレール320が備えられる。ガイドレール320の各部には駆動装置321が備えられ、図示しない走行体を駆動する。また、ガイドレール320が下流側で2つのガイドレール320s,320uに分岐する箇所には、走行体の進路を切り替える進路切り替え装置(ガイドレール切り替え装置)322が装備される。
【0049】
紙通しする際には、ウェブ311の始端を結合された走行体をガイドレール320に沿って走行させていくが、本実施形態では、この紙通し用の走行体に替えて、読取装置20を装備した走行体を走行させるようにするものである。
なお、読取装置20には、読み取り情報を記録するメモリが備えられている。
本発明の第2実施形態にかかる部品状態管理システムとしてのネジの締結状態管理システムは上述のように構成されているので、紙通し用のガイドレール320を利用して読取装置20を装備した走行体を走行させながら、走行体の読取装置20により、印刷機の各ネジ部に装着された部品管理具10のRFタグ12に、電磁波を発信し、これに対する各RFタグ12からの応答を読み取っていく。
【0050】
管理対象のRFタグ12からの応答情報を読み取れれば、当該RFタグ12を装備したネジ1,2が所定の締結状態にあると判定し、前記RFタグ12からの応答情報を読み取れなければ、当該RFタグ12を装備したネジ1,2が所定の締結状態にない若しくは所定の締結状態にない可能性があると判定することができる。
このようにして、このメモリに記録された読取情報から多数のネジの締結状態を一括して把握することが可能であり、レール320上で走行体を走行させながら極めて効率よくネジの締結状態を把握し管理することができる。
【0051】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して適用することができる。
つまり、上記の実施形態では、ネジ具を例に、本発明の部品管理具を説明したが、本発明の部品管理具は、部品の状態に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチと、このスイッチと接続され該スイッチの閉成・開成状態に応じて応答するRFタグとをそなえるものであればよく、本発明の部品管理具としては、ネジに限らず、装置や設備の各部品に適用できる。
【0052】
例えば、装置や設備の各部品(或いは、各部)の温度状態や湿度状態(濡れ状態)や振動状態や加速度状態に応じて、オンオフ又は出力変動するようなスイッチを用いれば、各部品(各部)の温度状態や湿度状態(濡れ状態)や振動状態や加速度状態を管理することができる。
また、上記実施形態では、鉄道レールと印刷機の紙通し用のガイドレールを用いて走行体を走行させながら読み取りを行なう例を説明したが、本発明は種々の設備に適用しうるものである。予めレールが敷設された設備であれば初期コストを大幅に削減できるが、多数の部品管理を効率よくできることから、本発明を実施するために新たにレールを敷設しても、設備コストに見合った十分な効果を得ることができる場合がある。
【0053】
また、上記の実施形態では、ICチップが搭載されたRFタグについて説明したが、ICチップが搭載されていないRFタグでも、スイッチの閉成・開成状態に応じて放射する電磁波の有無を切り替えることができ、各部品の状態を管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる部品状態管理システムとしてのネジの締結状態管理システムを示す構成図であり、(a)はその模式的側面図、(b)はその模式的な横断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態にかかる部品管理具としてのネジ具の装着状態を示す図1(b)の要部拡大図である。
【図3】本発明の第1実施形態にかかる部品状態管理システムの部品管理具の配置を示す平面図である。
【図4】本発明の第1実施形態にかかる部品状態管理システムとしてのネジの締結状態管理システムの要部を示す構成図である。
【図5】本発明の第1実施形態にかかる部品管理具としてのネジ具を示す図であり、(a)はその装着状態を示す断面図、(b)はその平面図である。
【図6】本発明の第1実施形態にかかるネジの締結状態管理システムの動作を説明するブロック図である。
【図7】本発明の第1実施形態にかかる部品管理具としてのネジ具の平面配置の例を模式的に示す平面図であり、(a)は本実施形態を示し、(b)はその第1変形例を示し、(c)はその第2変形例を示し、(d)はその第3変形例を示し、(e)はその第4変形例を示す。
【図8】本発明の第1実施形態にかかる部品管理具としてのネジ具のスイッチの構成を示す模式的な断面図であり、(a1)は本実施形態の開成状態を示し、(a2)は本実施形態の閉成状態を示し、(b1)はその第1変形例の本実施形態の開成状態を示し、(b2)は第1変形例の閉成状態を示し、(c1)はその第2変形例の本実施形態の開成状態を示し、(c2)は第2変形例の閉成状態を示す。
【図9】本発明の第1実施形態にかかる部品管理具としてのネジ具のスイッチのさらに他の構成を示す斜視図であり、(a1)はその第1構成例の開成状態を示し、(a2)はその第1構成例の閉成状態を示し、(b1)はその第2構成例の開成状態を示し、(b2)はその第2構成例の開成状態を示し、(c1)はその第3構成例の開成状態(要部のみ)を示し、(c2)はその第3構成例の開成状態(要部のみ)を示す。
【図10】本発明の第1実施形態にかかる部品管理具としてのネジ具のスイッチ特性を示すグラフである。
【図11】本発明の第1実施形態の第2変形例にかかる部品管理具としてのネジ具のスイッチ特性を示すグラフである。
【図12】本発明の第2実施形態にかかる部品状態管理システムとしてのネジの締結状態管理システムのレールを示す構成図である。
【図13】本発明の第2実施形態にかかる部品状態管理システムとしてのネジの締結状態管理システムのレールを示す要部構成図である。
【符号の説明】
【0055】
1 ネジ(ボルト)
1b ネジ(ボルト)1の軸
2 ネジ(ナット)
3,4 締結される部材
10 ネジ具(部品管理具)
11,11A〜11E シート状基材
11a ネジ孔部
11b 開口付きネジ孔部
11c 切り欠き
12 RFタグ
13 ICチップ
13a ロジック回路
13b メモリ
14 アンテナ
14a,14b 導線部
15,15A〜15D,15D1,15D2 スイッチ
20 読取装置(リーダ・ライタ)
21 リーダ・ライタ本体(リーダ・ライタ機能部)
22 アンテナ
22a アンテナ22の発信部
22b アンテナ22の受信部
30 管理用コンピュータ
150 弾性体
151,152,153,154,157,158 端子
150a〜150c 弾性体150の一部
151a,151b 突起
155 室
156 空間
159 加圧導電性ゴム
160,161 導通部(端子)
201,202 レール
203 枕木
204〜207 埋め込みボルト1設置箇所
301 給紙部
303 印刷部
304 ウェブパス部
305 折部
ガイドレール320
321 駆動装置
322 進路切り替え装置(ガイドレール切り替え装置)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
設備の各所に延在して装備された複数の部品の各近傍にそれぞれ装備され、前記部品の状態に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチと、前記スイッチと接続され該スイッチの閉成・開成状態に応じて応答するRFタグとをそなえてなる部品管理具と、
前記部品管理具に接近させて前記RFタグからの応答情報を読み取る読取装置と、
前記読取装置を装備し、前記設備に延在する前記複数の部品に沿って付設されたレール上を走行する走行体とをそなえ、
前記走行体を走行させながら、前記読取装置によって前記複数の部品の各RFタグからの応答情報を読み取る
ことを特徴とする、部品状態管理方法。
【請求項2】
前記RFタグは、入力された電磁波によって供給された電力によって特定の周波数の電磁波を発振できるようにアンテナをそなえた
ことを特徴とする、請求項1記載の部品状態管理方法。
【請求項3】
前記RFタグは、ICチップと該ICチップに接続されたアンテナとをそなえたパッシブタイプのRFタグであって、前記スイッチは、前記ICチップと前記アンテナとから形成された電気回路内に介装されている
ことを特徴とする、請求項2記載の部品状態管理方法。
【請求項4】
前記ICチップには前記アンテナを通じて出力可能なID情報が書き込まれ、前記スイッチが閉成され前記電気回路に電流が流れると前記ID情報が出力される
ことを特徴とする、請求項3記載の部品状態管理方法。
【請求項5】
前記部品はネジであって、前記スイッチは、前記ネジの締結個所に介装され締結軸力に応じて閉成・開成が切り換わり、前記締結軸力が基準以上になると閉成し、前記締結軸力が基準未満になると開成する
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の部品状態管理方法。
【請求項6】
前記スイッチは、前記ネジが貫通するネジ孔部が形成され前記締結軸力に応じて弾性的に厚みが変化するシート状基材と、該シート状基材の前記ネジ孔部に隣接して配置され、前記シート状基材の前記厚みの変化に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチ本体とから構成されている
ことを特徴とする、請求項5記載の部品状態管理方法。
【請求項7】
前記設備は鉄道用レールであって、前記ネジは前記鉄道用レールを固定する固定具にそなえられ、前記走行体を前記鉄道用レールに沿って走行させる
ことを特徴とする、請求項5又は6記載の部品状態管理方法。
【請求項8】
前記設備は印刷機であって、前記ネジは前記印刷機の各部に装備されている
ことを特徴とする、請求項5又は6記載の部品状態管理方法。
【請求項9】
前記レールは前記印刷機の側方に装備された紙通し用のレールである
ことを特徴とする、請求項7記載の部品状態管理方法。
【請求項10】
設備の各所に延在して装備された複数の部品の各近傍にそれぞれ装備され、前記部品の状態に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチと、前記スイッチと接続され該スイッチの閉成・開成状態に応じて応答するRFタグとをそなえてなる部品管理具と、
前記部品管理具に接近させて前記RFタグからの応答情報を読み取る読取装置と、
前記読取装置を装備し、前記設備に延在する前記複数の部品に沿って付設されたレール上を走行する走行体と、をそなえ、
前記走行体を走行させながら、前記読取装置によって前記複数の部品の各RFタグからの応答情報を読み取り可能となっている
ことを特徴とする、部品状態管理システム。
【請求項11】
前記RFタグは、入力された電磁波によって供給された電力によって特定の周波数の電磁波を発振できるようにアンテナをそなえた
ことを特徴とする、請求項10記載の部品状態管理システム。
【請求項12】
前記RFタグは、ICチップと該ICチップに接続されたアンテナとをそなえたパッシブタイプのRFタグであって、前記スイッチは、前記ICチップと前記アンテナとから形成された電気回路内に介装されている
ことを特徴とする、請求項11記載の部品状態管理システム。
【請求項13】
前記ICチップには前記アンテナを通じて出力可能なID情報が書き込まれ、前記スイッチが閉成され前記電気回路に電流が流れると前記ID情報が出力される
ことを特徴とする、請求項12記載の部品状態管理システム。
【請求項14】
前記部品はネジであって、前記スイッチは、前記ネジの締結個所に介装され締結軸力に応じて閉成・開成が切り換わり、前記締結軸力が基準以上になると閉成し、前記締結軸力が基準未満になると開成する
ことを特徴とする、請求項10〜13の何れか1項に記載の部品状態管理システム。
【請求項15】
前記スイッチは、前記ネジが貫通するネジ孔部が形成され前記締結軸力に応じて弾性的に厚みが変化するシート状基材と、該シート状基材の前記ネジ孔部に隣接して配置され、前記シート状基材の前記厚みの変化に応じて閉成・開成が切り換わるスイッチ本体とから構成されている
ことを特徴とする、請求項14記載の部品状態管理システム。
【請求項16】
前記設備は鉄道用レールであって、前記ネジは前記鉄道用レールを固定する固定具にそなえられ、前記走行体を前記鉄道用レールに沿って走行させる
ことを特徴とする、請求項14又は15記載の部品状態管理システム。
【請求項17】
前記設備は印刷機であって、前記ネジは前記印刷機の各部に装備されている
ことを特徴とする、請求項14又は15記載の部品状態管理システム。
【請求項18】
前記レールは前記印刷機の側方に装備された紙通し用のレールである
ことを特徴とする、請求項17記載の部品状態管理システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2009−66667(P2009−66667A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−234167(P2007−234167)
【出願日】平成19年9月10日(2007.9.10)
【出願人】(000006208)三菱重工業株式会社 (10,378)
【Fターム(参考)】