JP2019078611A - 締結部材緩み検知タグ - Google Patents

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Abstract

【課題】締結部材が取り付けられる機械装置の重量増加を防ぎながら、高い汎用性をもって締結部材の緩みを検知できる構成を提供する。【解決手段】装置の被締結部品に締結された締結部材の緩みを検知するタグであって、前記締結部材に貼り付けられる締結部材貼付部、及び、前記被締結部品に貼りけられる被締結部品貼付部を有するベースシートと、前記ベースシートに搭載されたＲＦＩＤチップと、前記ＲＦＩＤチップに接続された状態で前記ベースシートに搭載されたアンテナ回路と、前記ＲＦＩＤチップに接続された状態で前記ベースシートに搭載され、前記被締結部品貼付部に対して前記締結部材が相対変位することで電気特性に変化が生じる導体と、備える。【選択図】図２

Description

本発明は、装置の被締結部品に締結された締結部材の緩みを検知するタグに関する。
従来、機械装置の部品を締結したボルトが脱落するのを未然に防ぐためにボルトの緩みを検知する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、光ファイバーケーブルをボルトと台座との間に通し、ボルトが台座に対して角変位することによる光ファイバーケーブルの切断の発生や光ファイバーケーブルを通過する光の変化の発生を監視することで、ボルトの緩みを検知する構成が開示されている。
特開平６−１８６１６７号公報
しかし、特許文献１の構成は、ボルト及び台座に光ファイバーケーブルを通すための穴加工が必要になると共に、ケーブルを固定するピンを台座に取り付ける必要があるため、ボルト及び台座を特別なものにしなければならず、汎用性の面で問題がある。また、光ファイバーケーブルや断線検知用の電子装置等を機械装置に搭載せねばならず、装置の重量増加を招く。
そこで本発明は、締結部材が取り付けられる機械装置の重量増加を防ぎながら、高い汎用性をもって締結部材の緩みを検知できる構成を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る締結部材緩み検知タグは、装置の被締結部品に締結された締結部材の緩みを検知するタグであって、前記締結部材に貼り付けられる締結部材貼付部、及び、前記被締結部品に貼りけられる被締結部品貼付部を有するベースシートと、前記ベースシートに搭載されたＲＦＩＤチップと、前記ＲＦＩＤチップに接続された状態で前記ベースシートに搭載されたアンテナ回路と、前記ＲＦＩＤチップに接続された状態で前記ベースシートに搭載され、前記被締結部品貼付部に対して前記締結部材が相対変位することで電気特性に変化が生じる導体と、を備える。
前記構成によれば、被締結部品に対して締結部材（例えば、ボルト又はナット）が相対変位して導体の通電状態が変化したことを無線により検出することで、締結部材の緩み又はその予兆を検知することができる。そのため、アンテナからの無線信号を受信する受信機や診断コンピュータ等は地上設備とすることができるので、緩み検知のために機械装置に搭載する機器を低減できると共に、締結部材緩み検知タグは締結部材及び被締結部品に貼り付けるだけでよいので、締結部材や被締結部品を特別な構造にする必要もない。
本発明によれば、被締結部材が取り付けられる機械装置の重量増加を防ぎながら、高い汎用性をもって締結部材の緩みを検知できる構成を提供できる。
第１実施形態に係る締結部材緩み検知タグを用いた鉄道車両の締結部材緩み検知システムの模式図である。 （Ａ）は図１に示す締結部材緩み検知タグの平面図、（Ｂ）はその側面図である。 （Ａ）は図２に示す締結部材緩み検知タグの使用状態を示す側面図、（Ｂ）はその平面図である。 図２に示す締結部材緩み検知タグの別の使用状態を示す側面図である。 締結部材の締付け回転角と締付け軸力との関係を示すグラフである。 第２実施形態に係る締結部材緩み検知タグの平面図である。 図６に示す締結部材緩み検知タグの使用状態を示す側面図である。 第３実施形態に係る締結部材緩み検知タグの平面図である。 図８に示す締結部材緩み検知タグの使用状態を示す側面図である。 第４実施形態に係る締結部材緩み検知タグの断面図である。 第５実施形態に係る締結部材緩み検知タグの平面図である。 （Ａ）は第６実施形態に係る締結部材緩み検知タグの使用状態を示す平面図、（Ｂ）はその側面図である。 第７実施形態に係る締結部材緩み検知タグの斜視図である。 第８実施形態に係る締結部材緩み検知タグの平面図である。 締結部材の軸直角方向の振動を説明する側面図である。 （Ａ）は締結部材の軸直角方向の振動における衝撃数と振動板のずれとの関係を示すグラフ、（Ｂ）はその衝撃数と緩み回転角との関係を示すグラフである。
以下、図面を参照して実施形態を説明する。なお、以下の説明では、鉄道車両が走行する方向であって車体が延びる方向が車両長手方向（前後方向）であり、それに直交する横方向が車幅方向（左右方向）である。
図１は、第１実施形態に係る締結部材緩み検知タグ１０を用いた鉄道車両２の締結部材緩み検知システム１の模式図である。図１に示すように、鉄道車両２は、複数の車両が連結されてなる編成車両であり、各車両は、車体３及び台車４を備える。締結部材緩み検知システム１は、ＲＦＩＤ（Radio frequency identifier）を利用して装置の被締結部品を締結する締結部材の緩みを自動で検知し、締結部材の保守負担を軽減するためのシステムである。締結部材緩み検知システム１は、複数の締結部材（例えば、ボルト又はナット）に夫々貼り付けられた複数の締結部材緩み検知タグ１０と、複数のリーダ１１Ａ〜Ｃと、データ処理装置１２と、サーバ１３と、データベース１４とを備える。
本実施形態では、締結部材緩み検知タグ１０の適用対象の「装置」は鉄道車両２であり、締結部材緩み検知タグ１０を貼り付ける締結部材の締結対象である「被締結部品」は、鉄道車両２の構成要素に締結される部品（例えば、台車４の部品であって、モータ固定部、ギヤボックス固定部、軸箱及びその周辺部品、ブレーキ固定部、軸梁筒等）である。
締結部材緩み検知タグ１０は、ＲＦタグであり、詳細な構成は後述する。各車体３には、それぞれ車体ＲＦタグ１５が取り付けられており、車体ＲＦタグ１５は、例えば、各車体３の床下面に貼り付けられる。リーダ１１Ａ〜Ｃは、締結部材緩み検知タグ１０の識別情報を含む信号を非接触で読み取る。リーダ１１Ａ〜Ｃは、レール５Ａ，５Ｂの近傍に設置されており、一例として、車庫の入口に配置されるが、営業線に設置されてもよく、設置場所は特に限定されない。リーダ１１Ａ〜Ｃのうち何れかは、車体ＲＦタグ１５の識別情報を含む信号も非接触で読み取る。具体的には、リーダ１１Ａは、レール５Ａの車幅方向外側に設置され、リーダ１１Ｂは、一対のレール５Ａ，５Ｂの間に設置され、リーダ１１Ｃは、レール５Ｂの車幅方向外側に設置される。
データ処理装置１２は、各リーダ１１Ａ〜Ｃが読み取った信号を処理し、ネットワーク（例えば、インターネット）を介してサーバ１３に送信する。即ち、本実施形態では、コンピュータが、ネットワークを介してデータ処理装置１２とサーバ１３とに分散されている。なお、ネットワークはインターネットに限定されるものでなく、ＬＡＮやＷＡＮ、衛星通信回線、携帯電話網など、その他各種通信ネットワークでもよい。サーバ１３は、データ処理装置１２から受信した信号のデータを解析し、その解析データに基づいて締結部材の保守計画を作成して保守管理センター（図示せず）に送信する。サーバ１３の解析データ等は、データベース１４に過去情報として蓄積保存される。
データ処理装置１２は、車体ＲＦタグ１５からリーダ１１Ｂで読み取られた信号のデータに基づいて、各締結部材緩み検知タグ１０からリーダ１１Ａ〜Ｃで読み取られた信号に対応する車両特定情報を決定する。ここで、車両特定情報とは、車両番号や編成番号、台車等、当該締結部材のロケーションと対応付けできる情報である。
図２（Ａ）は、図１に示す締結部材緩み検知タグ１０の平面図、図２（Ｂ）は、その側面図である。図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、締結部材緩み検知タグ１０は、ベースシート２１、ＲＦＩＤチップ２２、アンテナ回路２３、及び、導体２４を有する。ベースシート２１は、高分子材料等の軟質材（樹脂等）からなり、締結部材貼付部２１ａと、被締結部品貼付部２１ｂと、締結部材貼付部２１ａと被締結部品貼付部２１ｂとの間に形成された破断予定部２１ｃ（例えば、ミシン目や薄肉部や細幅部）とを有する。ベースシート２１のうち締結部材及び被締結部材に対向する裏面には、貼付用の接着層２５が形成されており、使用前の保管時には剥離紙（図示せず）で覆われている。
ＲＦＩＤチップ２２は、識別情報を記憶したＩＣチップであり、締結部材貼付部２１ａに搭載されている。アンテナ回路２３は、アンテナ素子を有し、被締結部品貼付部２１ｂに搭載されている。導体２４は、ＲＦＩＤチップ２２のアンテナ接続端子をアンテナ回路２３に電気的に接続する導電線であり、破断予定部２１ｃを通過して締結部材貼付部２１ａから被締結部品貼付部２１ｂまで延びている。ＲＦＩＤチップ２２、アンテナ回路２３及び導体２４は、プラスチックフィルム等からなる表面保護シート（図示せず）で全体を被覆することが好ましい。
図３（Ａ）は、図２に示す締結部材緩み検知タグ１０の使用状態を示す側面図、図３（Ｂ）は、その平面図である。図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、締結部材緩み検知タグ１０の使用例としては、ベースシート２１の締結部材貼付部２１ａをボルトＢの頭部Ｂａの側面に貼り付け、被締結部品貼付部２１ｂをボルトＢの軸部Ｂｂが挿通される被締結部品Ｆの表面に貼り付ける。この際、ベースシート２１は軟質であるため、ボルトＢの頭部Ｂａと被締結部品Ｆとの間に生じる角部に沿うように屈曲させることが可能であり、作業性が良好となる。
具体的には、ベースシート２１は、他の部位よりも剛性が低い破断予定部２１ｃにおいて屈曲させることで、貼り付け作業を非常に容易に行うことができる。また、被締結部品ＦのうちボルトＢの近傍の表面に余裕がある場合には、アンテナ回路２３が被締結部品貼付部２１ｂに設けられることで、被締結部品Ｆに貼り付けられる部分のアンテナ回路２３を大きくして送受信感度を高めることができる。
ベースシート２１の表面（ボルトＢ及び被締結部品Ｆに対向する裏面とは反対側の外部に露出した面）は、ボルトＢ及び被締結部品Ｆとは異なる色（例えば、白色等）を有する。これにより、ボルトＢが緩んでベースシート２１が変形したことを視認し易いので、目視によってもボルトＢの緩みを容易に把握できる。
図４は、図２に示す締結部材緩み検知タグ１０の別の使用状態を示す側面図である。図４に示すように、締結部材緩み検知タグ１０の別の使用例としては、ベースシート２１の締結部材貼付部２１ａをボルトＢの軸部Ｂｂに螺着されたナットＮ（締結部材）の側面に貼り付け、被締結部品貼付部２１ｂをナットＮが対向する被締結部品Ｆの表面に貼り付ける態様としてもよい。
締結部材がボルトＢであってもナットＮであっても、締結部材緩み検知タグ１０の作用は同じである。即ち、ボルトＢ（又はナットＮ）が緩むと、頭部Ｂａ（又はナットＮ）が被締結部品Ｆに対して相対回転するため、締結部材貼付部２１ａが被締結部品貼付部２１ｂに対して相対変位する。そして、ボルトＢ（又はナットＮ）が被締結部品Ｆに対して所定回転角を超えて相対回転すると、被締結部品貼付部２１ｂに対する締結部材貼付部２１ａの相対変位が大きくなり、ベースシート２１が破断予定部２１ｃにおいて破断して導体２４が断線する。そうすると、導体２４の電気特性に変化が生じる。具体的には、導体２４は、ＲＦＩＤチップ２２とアンテナ回路２３との間の通電が可能な状態から当該通電が不可能な状態に変化する。
即ち、ボルトＢ（又はナットＮ）が緩んでいないときには、締結部材緩み検知タグ１０にリーダ１１Ａ〜Ｃが近づくと、締結部材緩み検知タグ１０とリーダ１１Ａとの間で非接触通信が行われ、締結部材緩み検知タグ１０の識別情報をデータ処理装置１２が受信するが、ボルトＢ（又はナットＮ）が緩んだときには、締結部材緩み検知タグ１０にリーダ１１Ａ〜Ｃが近づいても、締結部材緩み検知タグ１０とリーダ１１Ａ〜Ｃとの間で非接触通信が行われ、締結部材緩み検知タグ１０の識別情報をデータ処理装置１２は受信できない。
よって、鉄道車両２がリーダ１１Ａ〜Ｃが配置されたレール５Ａ，５Ｂを走行したときに、リーダ１１Ａ〜Ｃにより識別情報が受信された締結部材緩み検知タグ１０は破断しておらずボルトＢ（又はナットＮ）が緩んでいないと判断でき、識別情報が受信されなかった締結部材緩み検知タグ１０は破断しておりボルトＢ（又はナットＮ）が緩んでいると判断できる。よって、サーバ１３において、鉄道車両２の多数のボルトＢ（又はナットＮ）における緩み発生の有無をリスト化でき、保守作業を効率化することができる。
図５は、締結部材の締付け回転角と締付け軸力との関係を示すグラフである。図５に示すように、締結部材は、それが被締結部品の座面に密着するスナグ点（軸力≒０）を超えて締付け回転させると、弾性域締付けでは締付け軸力が比例的に増加するため、締付け軸力は締付け回転角により把握できる。そして、一般的には締付け軸力が適正設計軸力の１０〜３０％以上低下すると締結部材の緩みが進展する。そこで、締結部材緩み検知タグ１０は、軸力が１０〜３０％以上低下すると破断予定部２１ｃが破断して緩み検知できるように締結部材の戻り回転角に対する破断予定部２１ｃの強度が設計されている。
即ち、ベースシート２１が貼り付けられたボルトＢ又はナットＮが、適正締付け回転角の１０〜３０％の範囲内の値に設定される所定の戻り回転角（緩み閾値）を超えて戻り回転するとベースシート２１が破断予定部２１ｃにおいて破断するように、ベースシート２１の材料特性を勘案しながら破断予定部２１ｃの強度が決定されている。ベースシート２１が樹脂等の高分子材料により形成される場合、低温時は伸びが小さくなるために小さい戻り回転で破断する傾向になる一方、高温時は伸びが大きくなるため大きな戻り回転で破断する傾向になる。そのため、ベースシート２１の伸びの小さい低温時にも適正締付け回転角の１０％未満の戻り回転角では破断予定部２１ｃが確実に破断せず、ベースシート２１の伸びの大きい高温時には適正締付け回転角の３０％を超えた戻り回転角では破断予定部２１ｃが必ず破断するように破断予定部２１ｃの強度が設定される。
具体的には、破断予定部２１ｃとして非連結部及び連結部を交互に有するミシン目が採用される場合には、ミシン目のうち非連結部に対する連結部の割合を増減調整し、破断予定部２１ｃとして薄肉部が採用される場合には、薄肉部の肉厚を増減調整し、破断予定部２１ｃとして細幅部が採用される場合には、破断予定部２１ｃの幅を増減調整する。
以上に説明した構成によれば、被締結部品Ｆに対して締結部材であるボルトＢ又はナットＮが相対変位して導体２４が断線してリーダ１１Ａ〜Ｃがその締結部材緩み検知タグ１０から無線信号を受信できないことが検出されることで、ボルトＢ又はナットＮの緩みを検知することができる。また、アンテナ回路２３からの無線信号を受信するリーダ１１Ａ〜Ｃや診断コンピュータ（データベース１４及びサーバ１３）等は地上設備とすることができるので、緩み検知のために鉄道車両２に搭載する機器を低減できると共に、締結部材緩み検知タグ１０はボルトＢ、ナットＮ及び被締結部品Ｆに貼り付けるだけでよいので、ボルトＢ、ナットＮ及び被締結部品Ｆを特別な構造にする必要もない。よって、鉄道車両２の重量増加を防ぎながら、高い汎用性をもってボルトＢ及びナットＮの緩みを検知できる。
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る締結部材緩み検知タグ１１０の平面図である。図６に示すように、締結部材緩み検知タグ１１０では、ベースシート１２１に２つの破断予定部１２１ｃ，１２１ｄが間隔をあけて設けられている。ベースシート１２１は、締結部材貼付部１２１ａと、被締結部品貼付部１２１ｂと、締結部材貼付部１２１ａと被締結部品貼付部１２１ｂとの間に形成された２つの破断予定部１２１ｃ，１２１ｄ（例えば、ミシン目や薄肉部や細幅部）と、２つの破断予定部１２１ｃ，１２１ｄの間に配置された中間部１２１ｅとを有する。締結部材貼付部１２１ａにＲＦＩＤチップ２２が搭載され、被締結部品貼付部１２１ｂにアンテナ回路２３が搭載され、ＲＦＩＤチップ２２のアンテナ接続端子をアンテナ回路２３に電気的に接続する導体２４が、破断予定部１２１ｃ，１２１ｄ及び中間部１２１ｅを通過して締結部材貼付部１２１ａから被締結部品貼付部１２１ｂまで延びている。
図７は、図６に示す締結部材緩み検知タグ１１０の使用状態を示す側面図である。図７に示すように、締結部材緩み検知タグ１１０の使用例としては、ベースシート１２１の締結部材貼付部１２１ａをボルトＢに締結されたナットＮの側面に貼り付け、被締結部品貼付部１２１ｂをナットＮに隣接する被締結部品Ｆの表面に貼り付ける。この際、ベースシート１２１の中間部１２１ｅは、破断予定部１２１ｃ，１２１ｄが折り曲げることで、ナットＮを支持するワッシャＷにより形成される段差に沿うように屈曲でき、締結部材緩み検知タグ１１０の貼り付け作業を容易に行うことができる。また、中間部１２１ｅにも３つ目の破断予定部を設けて屈曲部を形成する構成としてもよい。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る締結部材緩み検知タグ２１０の平面図である。図９は図８に示す締結部材緩み検知タグの使用状態を示す側面図である。図８及び９に示すように、締結部材緩み検知タグ２１０では、ベースシート２２１は、アンテナ回路２３が搭載された締結部材貼付部２２１ａと、ＲＦＩＤチップ２２が搭載された被締結部品貼付部２２１ｂと、ボルトＢの軸部Ｂｂが挿通される挿通孔２２１ｃａを有する環状のボルト係合部２２１ｃとを備える。本実施形態では、被締結部品貼付部２２１ｂは、ボルト係合部２２１ｃから径方向外方に突出している。
締結部材貼付部２２１ａは、ボルトＢの頭部Ｂａの頂面Ｂａａに貼り付けられる第１部分２２１ａａと、第１部分２２１ａａと被締結部品貼付部２２１ｂとを連結する第２部分２２１ａｂとを有する。締結部材貼付部２２１ａの第１部分２２１ａａは円形であり、アンテナ回路２３は第１部分２２１ａａに搭載されている。第２部分２２１ａｂには、破断予定部２２１ｄが形成されており、ＲＦＩＤチップ２２をアンテナ回路２３に電気的に接続する導体２４は、破断予定部２２１ｄを通過している。なお、締結部材貼付部２２１ａの裏面には、第１部分２２１ａａのみに接着層を設けて第２部分２２１ａｂには接着層を設けなくてよい。
この締結部材緩み検知タグ２１０によれば、被締結部品ＦのうちボルトＢの近傍の表面に余裕がない場合にも、十分な大きさのアンテナ回路２３を確保して送受信感度を高めることができる。また、ボルト係合部２２１ｃの挿通孔２２１ｃａにボルトＢの軸部Ｂｂを事前に挿通しておくことで、締結部材緩み検知タグ２１０をボルトＢに先組みでき、組付作業性が向上する。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
（第４実施形態）
図１０は、第４実施形態に係る締結部材緩み検知タグ３１０の断面図である。図１０に示すように、締結部材緩み検知タグ３１０では、ベースシート３２１が二層構造になっている。ベースシート３２１は、第１層３２６と、第２層３２７と、第１層３２６と第２層３２７とを互いに接着する接着層３２８と、第１層３２６の裏面（第２層３２７側とは反対側の面）に設けられた接着層２５とを有する。ベースシート３２１には、導体２４が通過する位置に破断予定部３２１ｃが形成されている。第１層３２６及び第２層３２７は、高分子材料等の軟質材である。接着層３２８による第１層３２６と第２層３２７と間の接着力は、接着層２５によるボルトＢ及び被締結部品Ｆに対する第１層３２６の接着力よりも小さい。そして、ＲＦＩＤチップ２２とアンテナ回路２３とを接続する導体２４は、第１層３２６と第２層３２７とに跨って配線されている。
具体的には、導体２４は、第１層３２６の上面に接合された第１の部分２４ａと、第２層３２７の上面に接合された第２の部分２４ｂとを有する。そのため、ボルトＢ及び被締結部品Ｆに貼り付けた締結部品緩み検知タグ３１０を第三者が悪意で剥がしてボルトＢを緩めてから当該タグ３１０を再貼付しようとすると、第１層３２６と第２層３２７との間が優先的に分離されて導体２４が断線する。よって、締結部品緩み検知タグ３１０が貼り付けられたボルトＢに対する悪戯を検知することができる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
（第５実施形態）
図１１は、第５実施形態に係る締結部材緩み検知タグ４１０の平面図である。図１１に示すように、締結部材緩み検知タグ４１０では、ベースシート２１の破断予定部２１ｃを横切る導体２４が、破断予定部２１ｃのうち破断予定部２１ｃの一端の破断開始部２１ｃａに寄った位置を通過するように偏在している。また、ベースシート２１には、破断開始部２１ｃａにおいて破断開始を促進する切込部Ｃ（例えば、Ｖ形又はＵ形のノッチ）が形成されている。この構成によれば、被締結部品Ｆに対してボルトＢが戻り回転して、ベースシート２１が破断開始部２１ｃａを起点として破断予定部２１ｃにて破断し始めたときに、早期に導体２４が断線するため、ボルトＢの緩みを早期に検知できる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
（第６実施形態）
図１２（Ａ）は第６実施形態に係る締結部材緩み検知タグ５１０の使用状態を示す平面図、図１２（Ｂ）は、その側面図である。図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、締結部材緩み検知タグ５１０では、締結部材貼付部５２１ａは、被締結部品貼付部５２１ｂの法線方向及び面方向に対して斜めに突出している。ベースシート５２１の破断予定部５２１ｃは、ベースシート５２１のうちボルトＢの頭部Ｂａの多角形のエッジＥが当接する位置に設けられている。この構成によれば、被締結部品Ｆに対してボルトＢが戻り回転すると、ベースシート５２１の破断予定部５２１ｃがエッジＥにより破断し易い。よって、ボルトＢの緩み時に破断予定部５２１ｃにおいて導体２４を断線させ易く、ボルトＢの緩みを確実に検知できる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
（第７実施形態）
図１３は、第７実施形態に係る締結部材緩み検知タグ６１０の斜視図である。図１３に示すように、締結部材緩み検知タグ６１０では、ベースシート６２１が、金属等の硬質材からなる。ベースシート６２１は、ＲＦＩＤチップ２２が搭載された締結部材貼付部６２１ａと、アンテナ回路２３が搭載された被締結部品貼付部６２１ｂと、ＲＦＩＤチップ２２とアンテナ回路２３とを電気的に接続する導体２４が通過する破断予定部６２１ｃと、締結部材貼付部６２１ａから直角方向に突出するフランジ部６２１ｄと、締結部材貼付部６２１ａの上端からＲＦＩＤチップ２２とは反対側の直角方向に突出する押え部６２１ｅとを有する。
フランジ部６２１ｄは、締結部材貼付部６２１ａの剛性を高めるためのものである。押え部６２１ｅは、締結部材貼付部６２１ａが貼り付けられたボルトＢの頭部Ｂａを上方から押さえてボルトＢの軸線方向移動を防ぐことで戻り回転を防ぐためのものである。ベースシート６２１には、破断予定部６２１ｃの一端側において破断開始を促進する切込部Ｃ（例えば、Ｖ形又はＵ形のノッチ）が形成されている。被締結部品貼付部６２１ｂには、被締結部品Ｆに被締結部品貼付部６２１ｂを固定するためのネジ穴が設けられてもよい。この構成によれば、ボルトＢの緩み検知を行えると共に、ベースシート６２１自体が被締結部品Ｆに対するボルトＢの戻り回転を抑制する役目も果たすことができる。また、この構成において、金属等の硬質材からなるベースプレート６２１に図２及び１１等で示す締結部材緩み検知タグ１０，４１０等を貼り付ける構成としてもよい。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
（第８実施形態）
図１４は、第８実施形態に係る締結部材緩み検知タグ７１０の平面図である。図１４に示すように、締結部材緩み検知タグ７１０では、ＲＦＩＤチップ７２２及びアンテナ回路２３の両方がベースシート７２１の被締結部品貼付部７２１ｂに搭載され、締結部材貼付部７２１ａには破断検知用の閉回路導体７２４が搭載されている。締結部材貼付部７２１ａと被締結部品貼付部７２１ｂとの間には破断予定部７２１ｃが形成されており、閉回路導体７２４が破断予定部７２１ｃを通過している。
この構成によれば、被締結部品Ｆに対してボルトＢが戻り回転することで、締結部材貼付部７２１ａが被締結部品貼付部７２１ｂに対して相対変位すると、ベースシート７２１が破断予定部７２１ｃにおいて破断し、閉回路導体７２４が断線する。ＲＦＩＤチップ７２２が閉回路導体７２４の断線を検出すると、ＲＦＩＤチップ７２２は、アンテナ回路２３から閉回路導体７２４の断線前とは異なる信号（破断信号）を送信する。即ち、破断予定部７２１ｃにおいて閉回路導体７２４が断線すると、ＲＦＩＤチップ７２２がアンテナ回路２３を介して無線送信する信号の内容が変化する。よって、リーダ１１Ａ〜Ｃを介してデータ処理装置１２が受信した信号の変化をボルトＢの緩みとして検知できる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
（第９実施形態）
図１５は、締結部材（ナットＮ）の軸直角方向の振動を説明する側面図である。図１６（Ａ）は締結部材の軸直角方向の振動における衝撃数と振動板（被締結部品Ｆ）のずれとの関係を示すグラフ、図１６（Ｂ）はその衝撃数と緩み回転角との関係を示すグラフである。図１５に示すように、振動板（被締結部品Ｆ）が締結部材（例えば、ナットＮ）の軸線に直交する軸直角方向に繰り返し振動すると、締結部材（ナットＮ）に緩みが生じ得る。そして、図１６（Ａ）（Ｂ）に示すように、当該振動時において振動板（被締結部品Ｆ）が所定のズレ量を超えて軸直角方向に変位したときには、締結部材（ナットＮ）が緩み始める。
そこで、前述した各実施形態の締結部材緩み検知タグ１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０において、締結部材貼付部２１ａ等が被締結部品貼付部２１ｂ等に対して所定のズレ量を超えて軸直角方向に変位すると破断予定部２１ｃ，１２１ｃ，２２１ｄ，３２１ｃ，５２１ｃ，６２１ｃ，７２１ｃが破断するように当該破断予定部の強度を設定する。前記ズレ量は、例えば、５〜２０μｍの範囲の値に設定され、例えば、１０μｍに設定し得る。そうすれば、被締結部品が締結部材に対して所定のズレ量を超えて軸直角方向に相対変位（振動）したときに導体２４，７２４の断線が生じ、締結部材に緩みを誘発する被締結部品の振動が生じたことを検知でき、締結部材の緩みの予兆を検知できる。なお、基本的な構成は前述した第１実施形態と同様であるためその詳細な説明を省略する。
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、ＲＦＩＤチップ２２とアンテナ回路２３とは配置が互いに逆でもよい。また、締結部材の緩みにより締結部材貼付部が被締結部品貼付部に対して変位することに起因して電圧を発生させるピエゾ素子をベースシートに搭載し、締結部材の緩み発生時に当該ピエゾ素子に接続された導体の電圧変化に応じてＲＦＩＤチップの情報を書き換え、アンテナ回路から緩み信号を発信する構成としてもよい。
２ 鉄道車両（装置）
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０ 締結部材緩み検知タグ
２１，１２１，２２１，３２１，５２１，６２１，７２１ ベースシート
２１ａ，１２１ａ，２２１ａ，５２１ａ，６２１ａ，７２１ａ 締結部材貼付部
２１ｂ，１２１ｂ，２２１ｂ，５２１ｂ，６２１ｂ，７２１ｂ 被締結部品貼付部
２１ｃ，１２１ｃ，２２１ｄ，３２１ｃ，５２１ｃ，６２１ｃ，７２１ｃ 破断予定部
２１ｃａ 破断開始部
２２，７２２ ＲＦＩＤチップ
２３ アンテナ回路
２４，７２４ 導体
２５ 接着層
３２６ 第１層
３２７ 第２層
Ｂ ボルト（締結部材）
Ｂａ 頭部
Ｂａａ 頂面
Ｂｂ 軸部
Ｅ エッジ
Ｆ 被締結部品
Ｎ ナット（締結部材）

Claims (15)

  1. 装置の被締結部品に締結された締結部材の緩みを検知するタグであって、
    前記締結部材に貼り付けられる締結部材貼付部、及び、前記被締結部品に貼りけられる被締結部品貼付部を有するベースシートと、
    前記ベースシートに搭載されたＲＦＩＤチップと、
    前記ＲＦＩＤチップに接続された状態で前記ベースシートに搭載されたアンテナ回路と、
    前記ＲＦＩＤチップに接続された状態で前記ベースシートに搭載され、前記被締結部品貼付部に対して前記締結部材が相対変位することで電気特性に変化が生じる導体と、を備える、締結部材緩み検知タグ。
  2. 前記ベースシートは、前記締結部材貼付部と前記被締結部品貼付部との間に形成された破断予定部を有し、
    前記導体は、前記破断予定部を通過して前記締結部材貼付部と前記被締結部品貼付部との間に配線されている、請求項１に記載の締結部材緩み検知タグ。
  3. 前記ＲＦＩＤチップは、前記締結部材貼付部又は前記被締結部品貼付部のいずれか一方に搭載され、
    前記アンテナ回路は、前記締結部材貼付部又は前記被締結部品貼付部のいずれか他方に搭載され、
    前記導体は、前記ＲＦＩＤチップを前記アンテナ回路に接続している、請求項２に記載の締結部材緩み検知タグ。
  4. 前記ＲＦＩＤチップ及び前記アンテナ回路は、前記締結部材貼付部又は前記被締結部品貼付部のいずれか一方に搭載され、
    前記ＲＦＩＤチップは、前記導体の電気特性の変化を検知すると、前記導体の電気特性の変化前とは異なる信号を前記アンテナ回路から送信する、請求項１又は２に記載の締結部材緩み検知タグ。
  5. 前記アンテナ回路は、前記被締結部品貼付部に搭載されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の締結部材緩み検知タグ。
  6. 前記締結部材は、ボルトであり、
    前記締結部材貼付部は、前記ボルトの頭部の頂面に貼り付けられる第１部分と、前記第１部分と前記被締結部品貼付部とを連結する第２部分とを有し、
    前記アンテナ回路は、前記締結部材貼付部の前記第１部分に搭載されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の締結部材緩み検知タグ。
  7. 前記締結部材は、ボルトであり、
    前記ベースシートは、ボルトの軸部が挿通される挿通孔を有するボルト係合部を更に有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の締結部材緩み検知タグ。
  8. 前記締結部材に締付回転角の１０〜３０％の範囲に予め設定される戻り回転角を超えた戻り回転が発生すると、前記導体の電気特性に変化が生じるように構成されている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の締結部材緩み検知タグ。
  9. 前記被締結部品が所定のズレ量を超えて前記締結部材の軸線に直交する方向に変位したとき、前記導体の電気特性に変化が生じるように構成されている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の締結部材緩み検知タグ。
  10. 前記ベースシートは、第１層と、前記第１層に接着された第２層とを有し、
    前記導体は、前記第１層と前記第２層とに跨って配線され、
    前記第１層と前記第２層との間の接着力は、前記被締結部品及び前記締結部材に対する前記ベースシートの接着力よりも小さい、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の締結部材緩み検知タグ。
  11. 前記ベースシートは、前記締結部材に対向する裏面と、前記裏面とは反対側の外部に露出した表面とを有し、
    前記表面は、前記締結部材が締結される前記被締結部品とは異なる色を有する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の締結部材緩み検知タグ。
  12. 前記破断予定部は、前記ベースシートにおいて一方向に延びており、
    前記導体は、前記破断予定部のうち前記破断予定部の一端の破断開始部に寄った位置を通過している、請求項２又は３に記載の締結部材緩み検知タグ。
  13. 前記破断予定部は、前記ベースシートのうち前記締結部材のエッジが当接する位置に設けられている、請求項２又は３に記載の締結部材緩み検知タグ。
  14. 前記ベースシートは、軟質材からなる、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の締結部材緩み検知タグ。
  15. 前記ベースシートは、硬質材からなる、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の締結部材緩み検知タグ。
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