JP6324854B2 - 回転体の個体管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体の個体管理装置に関する。

近年、各種の部材にＩＣタグを取り付けて、その部材のメンテナンス情報を始めとした個品管理や、トレーサビリティの確保といったことが行われつつある。このようなものの中には、たとえば特許文献１に示すように、金属面への取り付けを想定した構成がある。この特許文献１には、ＩＣタグ（ＲＦＩＤタグ）が停止している状態における検出方法が開示されている。

特開２００８−９０８１３号公報

たとえば製鉄用の圧延ローラや印刷工場で用いられる印刷用ローラ等のような回転ローラには、長さが数メートルにも及ぶ金属製の円柱状のものや、金属製の中空体であるものがある。しかも、上記の回転ローラは、所望の精度が維持されて、生産品種や印刷オーダーに正確に調整あるいは交換される必要がある。かかる回転ローラにおいては、刻印等により、回転ローラの個体管理を行っていることが殆どである。

このような回転ローラを用いる製造ラインや印刷ラインでは、効率的な連続生産が可能であり、同一の製品等を大量生産するのには好都合である。しかしながら、回転ローラの寿命時間が超えたか否かの判断は、難しい。これは、製造ライン等では、似たような形状の回転ローラが多数用いられているからである。そのため万が一、寿命が到来した回転ローラを取り違えてしまい、誤った回転ローラに対して交換等を行うと、不良品が連続して大量に生産される、という不都合がある。

特に、回転ローラが製鉄用の圧延ローラである場合には、印刷用ローラと比べてはるかに重量が大きく、そのため、製造ラインに圧延ローラを設置したり、その逆に製造ラインから圧延ローラを取り外す作業に、非常に手間や時間がかかるという問題がある。また、圧延ローラを交換する際には、その圧延ローラの発注や実際に納入までに一定の時間を要するが、その場合には、圧延ローラの適切な管理のみならず、保守管理がタイムリーになされる必要がある。

また、上述した回転ローラは、回転中であったり、製造ラインや印刷ライン等に組み込まれていても、その回転ローラの余命情報を簡単に知ることができたり、適切に管理できることが望ましい。そのために、回転ローラにＩＣタグを取り付けて、そのＩＣタグとの間で情報の送受信を行うことで、刻印等によらず自動認識の通信によって、回転ローラの個体管理を行うことが想定されている。

しかしながら、この場合には、次のような問題がある。すなわち、回転ローラにおいては、圧延や印刷等で用いられるローラ外周面にはＩＣタグは取り付けることができず、そのためＩＣタグを取り付け可能な部位は、回転ローラの両端の端面側となる。しかし、回転ローラの両端側には、軸受部分が存在しているが、その軸受部分には、金属製のカバーが取り付けられていることが多い。そのため、仮に回転ローラの端面側にＩＣタグが取り付けられたとしても、金属製のカバーで覆われた回転ローラには電磁波が届き難いという問題がある。かかる問題は、特許文献１に基づいては、解決することは困難である。

また、回転ローラが回転する場合には、ＩＣタグの位置が常に変動する。そのため、ＩＣタグとの間で情報の送受信を行い難い、という問題もある。かかる問題も、特許文献１に基づいては、解決することが困難である。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、回転体の端部側が金属製のカバーで覆われると共に、回転による位置変動が生じる場合であっても、回転体との間で情報の送受信を行うことが可能な回転体の個体管理装置を提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、回転体の個体情報を送受信することにより当該回転体の個体管理を行うための回転体の個体管理装置であって、回転体の端部に位置する端面側に取り付けられるＩＣタグと、回転体の端部を覆うと共に非回転の金属製のカバーに取り付けられ、そのカバーのうち端面に対向してＩＣタグとの間で情報を送受信可能な位置に設けられると共に、回転体の回転に伴ってＩＣタグが描く円周形状に対向する状態で配置されるループアンテナと、ループアンテナに対して接続線を介して電気的に接続され、外部の通信装置との間で情報の送受信を行う外部アンテナと、を備えることを特徴とする回転体の個体管理装置が提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、ＩＣタグは、回転体の回転中心である軸心に差し掛からない位置に取り付けられている、ことが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、回転体には、端面から凹むと共にＩＣタグが配置される凹部が設けられていて、凹部には、誘電体を材質とする封止部によってＩＣタグのＩＣインレットが封止されている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、カバーには、接続線を外部に導出させるための挿通孔が設けられていて、この挿通孔に接続線が挿通されている、ことが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、カバーには、端面と対向する対向面から凹んだ凹嵌部が設けられていて、凹嵌部には、ループアンテナが誘電体を材質とする封止部材によって覆われる状態で配置されている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、カバーには、そのカバーが回転体の端部を覆うように取り付けられる前後において当該端面と対向する対向面に対して出没する出没機構が設けられていて、出没機構は出没部材を備えると共に、この出没部材が対向面に対して出没する前後においてループアンテナに対して接離する第２のＩＣタグが設けられていて、第２のＩＣタグは、カバーの取り付け前においてはループアンテナに接近して当該ループアンテナとの間で情報の送受信が可能となると共に、カバーの取り付け後においてはループアンテナから離間して当該ループアンテナとの間で情報の送受信が不能となる、ことが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、カバーには、出没部材および第２のＩＣタグを配置させるための配置凹部が設けられていて、出没機構は、出没部材および第２のＩＣタグに付勢力を与える付勢手段を備えていて、付勢手段は配置凹部の底部側に位置して第２のＩＣタグを底部から離間させるための付勢力を与えると共に、カバーの取り付け前においては第２のＩＣタグが底部から離間させられてループアンテナに接近し、カバーの取り付け後においては第２のＩＣタグが付勢手段の付勢力に抗しつつ底部に向かうように押し込まれて第２のＩＣタグがループアンテナから離間させられる、ことが好ましい。

本発明の回転体の個体管理装置では、回転体の端部側が金属製のカバーで覆われると共に、回転による位置変動が生じる場合であっても、回転体との間で情報の送受信を行うことが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係り、回転体の一例としての回転ローラの配置構成を示す図である。 図１の回転ローラの端部側の構成を示すと共に、回転体の個体管理装置を示す側断面図である。 回転体の個体管理装置の構成を拡大して示す側断面図である。 回転体の個体管理装置の構成を示す斜視図であり、外部アンテナを省略した状態を示す図である。 ＩＣタグの構成を示す斜視図である。 凹部にＩＣタグが取り付けられときの構成を示す斜視図であり、正面側から見た断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る回転体の個体管理装置の構成を拡大して示す側断面図であり、（Ａ）はプランジャおよび取付検出タグが押し出された状態を示し、（Ｂ）はプランジャおよび取付検出タグが押し込まれた状態を示している。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る回転体の個体管理装置１０について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を用いて説明する場合があるものとし、Ｘ方向を回転ローラ１の長手方向とし、Ｘ１側を図２における右側、Ｘ２側を左側とする。また、Ｚ方向を回転ローラ１に対する上下方向とし、Ｚ１側を上側、Ｚ２側を下側とする。また、Ｙ方向はＸ方向およびＺ方向に直交する方向とし、Ｙ１側を図４における右側、Ｙ２側を図４における左側とする。

＜回転ローラ１およびその端部側の構成について＞
図１は、回転体の一例としての回転ローラ１の配置構成を示す図である。この図１に示すように、たとえば製鉄所の製造ラインには、連続鋳造工程でのガイドローラ、熱間圧延工程や冷間圧延工程での圧延ローラ等、多数の回転ローラ１が配置されている。そして、それぞれの回転ローラ１の個体管理を行うために、後で詳しく説明する回転体の個体管理装置１０が設けられている。

なお、図１においては、製鉄所の製造ラインにおいて配置される回転ローラ１が示されている。しかしながら、回転ローラ１は、製鉄所の製造ラインに配置されるものには限られず、たとえば印刷工場の印刷ラインや、各種のフィルム等を製造する製造ライン、ガラスや非鉄金属を製造するライン、樹脂加工を行う製造ライン等、各種の製造ラインに用いることができる。なお、回転ローラ１の端部側は、金属製のカバー等で覆われる場合が多く、そのままではＩＣタグと外部の通信装置との間では、情報の送受信を行うことができない。そのため、本実施の形態の回転体の個体管理装置１０は、以下のような構成となっている。

図２は、回転ローラ１の端部側の構成を示すと共に、回転体の個体管理装置１０を示す側断面図である。図２に示すように、回転ローラ１の両端側には、ロールネック等のような軸支部１ａが設けられている。この軸支部１ａは、軸受部材２によって回転自在に支持される部分である。軸受部材２は、軸受ハウジング２ａを備え、その軸受ハウジング２ａには、単数または複数のベアリング２ｂが内蔵されている。そして、ベアリング２ｂの孔部分に軸支部１ａが挿通されることで、回転ローラ１が軸受部材２によって回転自在に支持される。

図２においては、軸支部１ａの端面１ｂ側は、軸受ハウジング２ａから一方側（Ｘ１側）に突出している。そして、軸受ハウジング２ａには、この端面１ｂを覆うように、金属製のカバー３が取り付けられている。カバー３には、カップ状部３ａと、フランジ部３ｂとが設けられている。そして、フランジ部３ｂが軸受ハウジング２ａに対して、たとえばネジ等のような締結手段を介して取り付けられる。それにより、カバー３のカップ状部３ａには、軸受ハウジング２ａから突出する軸支部１ａの端面１ｂ側が収納される。

ところで、回転ローラ１の端面１ｂと、カバー３のカップ状部３ａとに亘るように、回転体の個体管理装置１０が設けられている。以下、この回転体の個体管理装置１０の詳細について説明する。

＜回転体の個体管理装置１０の構成の詳細について＞
図３は、回転体の個体管理装置１０の構成を拡大して示す側断面図である。図４は、回転体の個体管理装置１０の構成を示す斜視図であり、外部アンテナ７０を省略した状態を示す図である。図５は、ＩＣタグ２０の構成を示す斜視図である。また、図６は、凹部１ｃにＩＣタグ２０が取り付けられときの構成を示す斜視図であり、正面側から見た断面図である。図３および図４に示すように、回転体の個体管理装置１０は、ＩＣタグ２０と、ループアンテナ５０と、接続線６０と、外部アンテナ７０とを有している。

図３に示すように、ＩＣタグ２０は、回転ローラ１の端面１ｂに設けられている凹部１ｃに配置される。凹部１ｃは、端面１ｂを所定だけ凹ませた部分であり、この凹部１ｃにＩＣタグ２０が入り込み、このＩＣタグ２０が凹部１ｃに固定される。また、図４および図５に示すように、ＩＣタグ２０の外観は、本実施の形態では円柱状に設けられている。そして、凹部１ｃにＩＣタグ２０を取り付けた場合、そのＩＣタグ２０の端面が、端面１ｂと同一の面上に位置するか、または端面１ｂよりも窪むように設けられている。それにより、何らかの拍子に異物がＩＣタグ２０に衝突する可能性を低減可能となっている。

ただし、ＩＣタグ２０を凹部１ｃから若干突出させて、ループアンテナ５０と近接対向する構成を採用しても良い。

ここで、ＩＣタグ２０を凹部１ｃに固定する場合、たとえば接着剤等を介してＩＣタグ２０を固定するようにしても良い。また、ＩＣタグ２０の外周に雄ネジ部分を形成すると共に、凹部１ｃに雌ネジ部分を形成し、凹部１ｃの雌ネジ部分にＩＣタグ２０の雄ネジ部分を捻じ込むことで、取り付けるようにしても良い。特に、ＩＣタグ２０の外観が円柱状に形成されている場合、その外周にネジ部分を形成し易くなり、その取付性が良好となる。

図６に示すように、ＩＣタグ２０は、本体部３０と、ＩＣインレット４０（単にインレットともいう）とを有している。本体部３０は、誘電性樹脂材料で形成された封止部３１を備え、この封止部３１によりＩＣインレット４０が覆われている。換言すると、ＩＣインレット４０は、封止部３１の内部に埋め込まれている。

なお、封止部３１は、例えば、磁路の流れを良くするために、ＵＨＦ帯の電磁波であっても損失の少ない絶縁性の磁性材料があればこれを用いて形成しても良い。絶縁性の磁性材料としては、ニッケル系のフェライトがあるが、マンガン系のフェライトを用いるようにしても良い。また、誘電性樹脂材料に、磁性体の粉末、または誘電体と磁性体の粉末の混合体などを用いるようにしても良い。このような磁性材料を用いることで、コイルアンテナ４３の周囲に形成される磁力を高めることが可能となる。

また、封止部３１は、磁性材料以外にも、たとえばセラミックス（磁性材料を含む）を用いることができる。セラミックスとしては、耐熱性に優れると共に、冷却時の熱衝撃破壊を起こし難い材料が好ましい。たとえば、フェライト、ムライト、ジルコニア、アルミナ等のようなファインセラミックスが好適であるが、それ以外の材料を用いても良い。

なお、本実施の形態では、封止部３１は、ＩＣタグ２０と一体的に設けられていて、ＩＣタグ２０の防水機能を発揮している。しかしながら、ＩＣタグ２０のサイズが凹部１ｃよりも小さい場合には、封止部３１はＩＣタグ２０を凹部１ｃに設置した後に、このＩＣタグ２０を覆う構成としても良い。

また、ＩＣインレット４０は、ＩＣタグ基板４１と、ＩＣチップ４２と、コイルアンテナ４３とを備えている。なお、本実施の形態では、ＩＣインレット４０がなす平面は、回転ローラ１の端面１ｂと略並行に設けられている。

ＩＣタグ基板４１は、略矩形状をなす平板形状に形成されている。ＩＣタグ基板４１としては、たとえばＰＥＴを始めとした樹脂製のフィルムを用いることができる。かかるＩＣタグ基板４１には、ＩＣチップ４２と、コイルアンテナ４３とを有しているが、そのうちＩＣチップ４２は、各種のデータを記憶する。また、コイルアンテナ４３は、ループアンテナ５０と略平行に設けられ、この外部アンテナ７０との間で相互誘導を行うことで、電流を生じさせ、ＩＣチップ４２に対して信号の送受信を行う。

ここで、「略平行」とは、厳密な平行も含むが、そのような厳密な平行には限られず、ある程度の角度でずれることを許容する意味である。

ところで、上述した凹部１ｃは、回転ローラ１の回転中心Ｌから所定だけ離れた位置に設けられている。そのため、回転ローラ１が回転したときにＩＣタグ２０が描く軌跡は、回転中心Ｌから所定だけ離れたリング状のリング状部分Ｒとなる。なお、図４に示すように、このリング状部分Ｒは、ループアンテナ５０と重なるように設けられていて、相互誘導における電磁結合を高めている。

本実施の形態のＩＣタグ２０としては、たとえば９２０ＭＨｚといったＵＨＦ帯の電磁波に対応しているものが挙げられる。しかしながら、本実施の形態のＩＣタグ２０としては、それ以外の周波数に対応していても良い。それ以外の周波数としては、たとえば１３．５６ＭＨｚといったＨＦ帯域の周波数や、２．４５ＧＨｚといったマイクロ波帯域の電磁波に対応していても良い。

次に、ループアンテナ５０について説明する。図４に示すように、ループアンテナ５０は、電流を導通させる導線を単数巻または複数巻することで構成されている。このループアンテナ５０は、本実施の形態では、カバー３の底部３ｃに取り付けられている。図３に示すように、ループアンテナ５０は、封止部材５１によって覆われるように構成しても良い。封止部材５１でループアンテナ５０を覆う場合、ループアンテナ５０の位置が不安定になることがなく、回転している回転ローラ１の端面１ｂにループアンテナ５０が接触するのが防止可能となる。

なお、ループアンテナ５０は、ＩＣタグ２０に対して、５ｍｍ以下の距離で対向していることが好ましいが、それ以上の距離で離間しても良い。たとえば、後述するように封止部材５１として磁性材料を用いる場合には、ループアンテナ５０をより離間させるようにすることも可能である。

ここで、ループアンテナ５０の底部３ｃへの取り付けを考慮すると、ループアンテナ５０の直径が小さい場合には、ループアンテナ５０と封止部材５１の一体物は、円盤状に形成することができる。その場合、底部３ｃには、端面１ｂと対向する対向面３ｇから窪んだ凹嵌部３ｄが設けられている。しかしながら、ループアンテナ５０の直径が比較的大きい場合には、ループアンテナ５０と封止部材５１の一体物は、リング状に形成することができる。その場合、底部３ｃには、リング状に窪んだ凹嵌部３ｄが形成される。

なお、ループアンテナ５０と封止部材５１との一体物がリング状に形成される場合には、封止部材５１の材質は柔軟に変形可能なゴム系の材料としても良いが、上記の一体物が円盤状に形成される場合にも封止部材５１の材質をゴム系の材料としても良い。その場合には、凹嵌部３ｄの形状に一体物を容易に追従させることができ、取付性を向上させることができる。ゴム系の材料としては、耐熱限界温度の高い材料が好ましく、たとえばフッ素ゴムが好ましい一例として挙げられる。

しかしながら、封止部材５１の材質としては、上述した封止部３１と同様の材料としても良い。

また、ループアンテナ５０のサイズとしては、その直径が、ＩＣタグ２０が対応している周波数の電磁波が有する波長の１／１０以下とすることができる。特にＵＨＦやマイクロ波帯域の電磁波の場合、ループアンテナ５０のサイズは電磁波の波長に比べて十分に小さいことが必要になる。これはコイルの巻き始点と終点で電磁波の位相差が目立ち電磁波を弱めることを防ぐためで、例えばＵＨＦ９２０ＭＨｚの周波数では、その十分の一の波長サイズは３ｃｍ程度でこれ以下が望ましい。あるいはＵＨＦ帯の小型のＩＣタグ２０の直径の２〜３倍程度とすることができる。

このようなループアンテナ５０には、接続線６０が電気的に接続され、その接続線６０は、外部アンテナ７０に電気的に接続される。この接続線６０は、カバー３の底部３ｃに設けられている挿通孔３ｅに挿通され、接続線６０の他端側がカップ状部３ａの内部側の反対である、外部側に導出される。なお、接続線６０としては、被覆材料で覆われた同軸ケーブルを用いることが可能である。また、図３に示す構成では、挿通孔３ｅを気密に封止するために、挿通孔３ｅの所定の部位（たとえば少なくとも一方の開口側）には、防水パッキン９０が取り付けられている。

次に、外部アンテナ７０について説明する。外部アンテナ７０は、リーダ／ライタといった専用端末との間で通信を行うための部分である。かかる外部アンテナ７０は、電磁波をなるべく遠くまで放射するための放射電波用アンテナである。そのアンテナサイズは回転ローラ１のカバー３に取り付けることを考慮すると、手のひらサイズなど小型であることが好まれる。ＵＨＦ帯やマイクロ波帯の放射電波用アンテナはこれに叶うサイズである。この外部アンテナ７０は、用いられる周波数に対応して、良好に定在波を形成するといった特徴の線状や板状のアンテナが用いられる。

外部アンテナ７０としては、種々のものが利用できるが、代表的なものとしては、たとえば半波長ダイポールアンテナがある。しかしながら、ダイポールアンテナ以外に、モノポールアンテナやループアンテナ等のような、他の種類のアンテナを用いても良い。外部アンテナ７０は、たとえば、金属製のカバー３の表面から数ｍｍまたはそれ以上離間させたり、その線幅を広くした板状にする等により、実用的な交信感度になるように調整されている。

なお、図２に示す構成では、外部アンテナ７０は、たとえば樹脂やセラミックス等の誘電性（電気的な絶縁性）を有する材質から形成された保護カバー８０によって覆われている。そのため、外部衝撃等から外部アンテナ７０を保護することが可能となっている。

＜作用効果について＞
以上のような構成の回転体の個体管理装置１０によると、ＩＣタグ２０は回転ローラ１の端面１ｂ側に取り付けられ、また回転ローラ１の軸支部１ａの端部側を覆う金属製のカバー３には、ループアンテナ５０が取り付けられている。しかも、ループアンテナ５０は、ＩＣタグ２０との間で情報の送受信可能な位置に設けられている。加えて、ループアンテナ５０には、接続線６０を介して外部アンテナ７０が電気的に接続され、この外部アンテナ７０を介して外部の通信装置との間で情報の送受信を可能としている。

このような構成を採用することにより、回転ローラ１の端部側が金属製のカバー３で覆われていても、ＩＣタグ２０と外部の通信装置との間で情報の送受信が可能となる。すなわち、ＩＣタグ２０が金属製のカバー３で覆われて、電磁波が届き難い状態であっても、ＩＣタグ２０は、ループアンテナ５０、接続線６０および外部アンテナ７０を介して、外部の通信装置との間で情報の送受信が可能となる。

また、回転体の個体管理装置１０にはループアンテナ５０が設けられていて、このループアンテナ５０がＩＣタグ２０との間で情報の送受信が可能な位置に設けられているので、回転ローラ１が回転し、ＩＣタグ２０の位置が変動しても、ＩＣタグ２０と外部の通信装置との間で情報の送受信が可能となる。

すなわち、本実施の形態の回転体の個体管理装置１０は、金属製のカバー３を外さずに、しかも回転ローラ１が回転している稼働中、または回転ローラ１の回転が停止している休止中のいずれの状態であっても、外部の専用端末は、ＩＣタグ２０に対して通信することができる。そのため、回転ローラ１の余命等の管理が容易となる。それにより、多数の回転ローラ１が配置されている製造ライン等においては、回転ローラ１を取り違えることを防止でき、余命が到達したにも拘わらず交換等がなされないことによる、不良の大量発生等を防止可能となる。すなわち、ＩＣタグ２０が回転ローラ１に取り付けられ、しかも金属製のカバー３で覆われてもＩＣタグ２０と通信装置との間で通信が行えるので、保守点検が容易となる。

また、本実施の形態の回転体の個体管理装置１０においては、ＩＣタグ２０は、回転ローラ１の端面１ｂの回転中心である軸心に差し掛からない位置に取り付けても構わない。このため、回転ローラ１のオーバーホールの際に重要な軸心をそのまま残しておくことができる。つまり、軸心以外の場所へＩＣタグ２０の取り付けが可能となる。

さらに、本実施の形態では、回転ローラ１には、その端面１ｂから凹んだ凹部１ｃが設けられていて、この凹部１ｃには、ＩＣタグ２０が誘電体を材質とする封止部３１によって覆われる状態で配置されている。そのため、ＩＣタグ２０においては、回転ローラ１の冷却のための冷却水や、潤滑や冷却のためのオイルといった液体から、ＩＣタグ２０が備えるＩＣインレット４０を保護することができる。それにより、ＩＣタグ２０は、外部の専用端末との間で、長期に亘って通信することが可能となる。

また、本実施の形態では、金属製のカバー３には、接続線６０を外部に導出させるための挿通孔３ｅが設けられている。そして、この挿通孔３ｅに接続線６０が挿通される構成となっている。このため、カップ状部３ａの内部に位置するループアンテナ５０は、カップ状部３ａの外部に位置する外部アンテナ７０に対し、接続線６０を介して電気的に良好に接続され、ＩＣタグ２０は外部の通信装置との間で、良好に通信を行うことができる。

さらに、本実施の形態では、金属製のカバー３には、端面１ｂと対向する対向面３ｇから窪んだ凹嵌部３ｄが設けられている。そして、この凹嵌部３ｄには、ループアンテナ５０が配置されているが、そのループアンテナ５０は、封止部材５１によって覆われる状態で配置されている。このため、ループアンテナ５０においては、回転ローラ１の冷却のための冷却水や、潤滑や冷却のためのオイルといった液体から、ループアンテナ５０を保護することができる。また、ループアンテナ５０が封止部材５１によって保護されることにより、端面１ｂと対向面３ｇの間等において、ループアンテナ５０が不安定な状態で存在しない状態となる。それにより、ループアンテナ５０が長期に亘って使用可能となる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について述べる。図７は、第２の実施の形態に係る回転体の個体管理装置１０の構成を拡大して示す側断面図であり、（Ａ）はプランジャ１１０および取付検出タグ１３０が押し出された状態を示し、（Ｂ）はプランジャ１１０および取付検出タグ１３０が押し込まれた状態を示している。図７に示すように、本実施の形態では、新たに出没機構１００が設けられている。出没機構１００は、プランジャ１１０と、付勢手段としての付勢バネ１２０と、取付検出タグ１３０とを有している。

出没機構１００は、柱状または筒状のプランジャ１１０（出没部材に対応）を有している。プランジャ１１０は、底部３ｃに設けられている配置凹部３ｆに入り込んでいて、カバー３の対向面３ｇに対して出没している。この配置凹部３ｆは、底部３ｃから窪むように形成された凹形状の部分であり、付勢バネ１２０を収納すると共に、底部３ｃの底面から突出しない状態までプランジャ１１０を入り込ませることが可能となっている。

また、付勢バネ１２０は、上述のように配置凹部３ｆに入り込んでいる。この付勢バネ１２０は、プランジャ１１０および取付検出タグ１３０が、配置凹部３ｆから突出する向き（Ｘ２側）に向かうように付勢力を与えるものである。しかしながら、図７（Ｂ）に示すように、付勢バネ１２０の付勢力に抗しながら、プランジャ１１０および取付検出タグ１３０を、突出とは逆向き（Ｘ１側）に押し込むことを可能としている。

また、プランジャ１１０のうち、端面１ｂから離れる側には、第２のＩＣタグに対応する取付検出タグ１３０が取り付けられている。取付検出タグ１３０は、ＩＣタグ２０と同様の構成であり、ＩＣインレット１４０を有している。なお、取付検出タグ１３０の構成については、上述したＩＣタグ２０と同様であるため、その説明を省略する。

ここで、図７（Ａ）に示すように、カバー３を軸受部材２の軸受ハウジング２ａ（図２参照）に取り付ける前の状態では、付勢バネ１２０の付勢力により、プランジャ１１０の突出側の先端側（Ｘ２側）の部分が、配置凹部３ｆ（対向面３ｇ）から突出する。このとき、取付検出タグ１３０のＩＣインレット１４０は、ループアンテナ５０に近接し、このループアンテナ５０とＩＣインレット１４０のコイルアンテナ（図示省略）とが電磁結合状態となる。それにより、専用端末と取付検出タグ１３０との間で通信可能となる。このため、専用端末では、取付検出タグ１３０との間で通信を行うことにより、未だカバー３が取り付けられていないことを認識する。

なお、図７（Ａ）には、プランジャ１１０の突出側の先端が、端面１ｂに接触した状態が示されており、このとき、プランジャ１１０は配置凹部３ｆに押し込まれていない。この図７（Ａ）に示す状態では、ループアンテナ５０とＩＣインレット１４０との間の距離Ｇ１は、ループアンテナ５０とＩＣインレット４０との間の距離Ｇ２よりも小さくなっている。すなわち、Ｇ１＜Ｇ２となる。

一方、図７（Ｂ）に示すように、カバー３を軸受ハウジング２ａ（図２参照）に取り付けると、プランジャ１１０および取付検出タグ１３０は、付勢バネ１２０の付勢力に抗しながら、配置凹部３ｆの内部に押し込まれる。すると、取付検出タグ１３０は、ループアンテナ５０から離れ、それにより取付検出タグ１３０とループアンテナ５０とは通信ができない状態となる。一方、カバー３自体が端面１ｂに近接するので、ループアンテナ５０がＩＣタグ２０に近接することとなる。そのため、ＩＣタグ２０とループアンテナ５０とが通信できる状態となる。このとき、図７（Ｂ）に示すように、ループアンテナ５０とＩＣインレット１４０との間の距離Ｇ１は、ループアンテナ５０とＩＣインレット４０との間の距離Ｇ２よりも大きくなる。すなわち、Ｇ１＞Ｇ２となる。

＜作用効果について＞
以上のように、本実施の形態の回転体の個体管理装置１０は、出没機構１００を備えていて、この出没機構１００は、プランジャ１１０と、取付検出タグ１３０とを備えている。また、取付検出タグ１３０は、金属製のカバー３の取り付け前においてはループアンテナ５０に接近して、外部の通信装置は取付検出タグ１３０との間で通信可能となる。一方、金属製のカバー３が軸受ハウジング２ａに取り付けられると、取付検出タグ１３０との間で通信ができなくなる。そのため、カバー３の取付状態を検出可能となる。

また、かかる取付検出タグ１３０とＩＣタグ２０とを組み合わせることで、次のようなことが可能となる。すなわち、ＩＣタグ２０が普及する過渡的な段階では、回転ローラ１には、ＩＣタグ２０が取り付けられているものと、ＩＣタグ２０が取り付けられていないものが存在する状態となる。このような状況下で、ループアンテナ５０や外部アンテナ７０が取り付けられたカバー３が、誤ってＩＣタグ２０の取り付けられていない回転ローラ１の端部側を覆う状態で、取り付けられてしまう場合がある。

しかしながら、本実施の形態のように、取付検出タグ１３０とループアンテナ５０との接近により、外部の通信装置が取付検出タグ１３０との間で通信を行える状態から、カバー３の取り付け後に回転ローラ１側のＩＣタグ２０との間で通信を行える状態となると、誤ったカバー３の取り付けではなく、正常なカバー３の取り付けであると即座に判断することができる。しかしながら、外部の通信装置が取付検出タグ１３０との間で通信を行える状態から、カバー３の取り付け後に回転ローラ１側のＩＣタグ２０との間で通信不能の状態となると、誤ったカバー３の取り付けであると判断することができる。このようにして、誤った回転ローラ１にカバー３が取り付けられるのを防止可能となる。

また、本実施の形態では、金属製のカバー３には、プランジャ１１０および取付検出タグ１３０を配置させるための配置凹部３ｆが設けられている。また、配置凹部３ｆには、付勢バネ１２０が配置されていて、プランジャ１１０および取付検出タグ１３０が、配置凹部３ｆから突出する向きの付勢力を与えている。しかも、付勢バネ１２０は、金属製のカバー３の取り付け前においては、取付検出タグ１３０が底部３ｃから離間させると共に、取付検出タグ１３０がループアンテナ５０に接近するような付勢力を与える。また、金属製のカバー３の取り付け後においては、付勢バネ１２０はプランジャ１１０および取付検出タグ１３０の押し込みに抗しつつ、取付検出タグ１３０がループアンテナ５０から離間する。かかる付勢バネ１２０の付勢力を利用することで、取付検出タグ１３０のループアンテナ５０に対する接離を容易に実現することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の第１および第２の実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態においては、ＩＣタグ２０は、１つの周波数、例えばＵＨＦ帯の周波数に対応したものとなっている。しかしながら、ＩＣタグ２０は、複数の周波数に対応した構成としても良い。

また、上述の実施の形態では、ループアンテナ５０等が取り付けられる金属製のカバー３は、軸受部材２の軸受ハウジング２ａに取り付けられるものとしている。しかしながら、金属製のカバー３は、回転ローラ１の端面１ｂを覆うものであれば、どのようなものに取り付けられても良い。

また、上述の第２の実施の形態では、金属製のカバー３を軸受部材２の軸受ハウジング２ａに固定した後に、プランジャ１１０が回転ローラ１の端面１ｂと接触しても磨耗し難いフッ素樹脂などの部材やベアリングを介してもよく、あるいは当初からプランジャ１１０が端面１ｂに接触しない状態にロックするためのロック機構を設けるようにしても良い。このようなロック機構を設けることにより、プランジャ１１０が端面１ｂに接触しない状態を維持することができ、それによって出没機構１００を長期に亘って使用することができる。

１…回転ローラ（回転体に対応）、１ａ…軸支部、１ｂ…端面、１ｃ…凹部、２…軸受部材、２ａ…軸受ハウジング、２ｂ…ベアリング、３…カバー、３ａ…カップ状部、３ｂ…フランジ部、３ｃ…底部、３ｄ…凹嵌部、３ｅ…挿通孔、３ｆ…配置凹部、３ｇ…対向面、１０…個体管理装置、２０…ＩＣタグ、３０…本体部、３１…封止部、４０…ＩＣインレット、４１…ＩＣタグ基板、４２…ＩＣチップ、４３…コイルアンテナ、５０…ループアンテナ、５１…封止部材、６０…接続線、７０…外部アンテナ、８０…保護カバー、９０…防水パッキン、１００…出没機構、１１０…プランジャ（出没部材に対応）、１２０…付勢バネ、１３０…取付検出タグ（第２のＩＣタグに対応）、１４０…ＩＣインレット

Claims (7)

1. 回転体の個体情報を送受信することにより当該回転体の個体管理を行うための回転体の個体管理装置であって、
   前記回転体の端部に位置する端面側に取り付けられるＩＣタグと、
   前記回転体の前記端部を覆うと共に非回転の金属製のカバーに取り付けられ、そのカバーのうち前記端面に対向して前記ＩＣタグとの間で情報を送受信可能な位置に設けられると共に、前記回転体の回転に伴って前記ＩＣタグが描く円周形状に対向する状態で配置されるループアンテナと、
   前記ループアンテナに対して接続線を介して電気的に接続され、外部の通信装置との間で情報の送受信を行う外部アンテナと、
   を備えることを特徴とする回転体の個体管理装置。
2. 請求項１記載の回転体の個体管理装置であって、
   前記ＩＣタグは、前記回転体の回転中心である軸心に差し掛からない位置に取り付けられている、
   ことを特徴とする回転体の個体管理装置。
3. 請求項２記載の回転体の個体管理装置であって、
   前記回転体には、前記端面から凹むと共に前記ＩＣタグが配置される凹部が設けられていて、
   前記凹部には、誘電体を材質とする封止部によって前記ＩＣタグのＩＣインレットが封止されている、
   ことを特徴とする回転体の個体管理装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の回転体の個体管理装置であって、
   前記カバーには、前記接続線を外部に導出させるための挿通孔が設けられていて、この挿通孔に前記接続線が挿通されている、
   ことを特徴とする回転体の個体管理装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の回転体の個体管理装置であって、
   前記カバーには、前記端面と対向する対向面から凹んだ凹嵌部が設けられていて、
   前記凹嵌部には、前記ループアンテナが誘電体を材質とする封止部材によって覆われる状態で配置されている、
   ことを特徴とする回転体の個体管理装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の回転体の個体管理装置であって、
   前記カバーには、そのカバーが前記回転体の前記端部を覆うように取り付けられる前後において当該端面と対向する対向面に対して出没する出没機構が設けられていて、
   前記出没機構は出没部材を備えると共に、この出没部材が前記対向面に対して出没する前後において前記ループアンテナに対して接離する第２のＩＣタグが設けられていて、
   前記第２のＩＣタグは、前記カバーの取り付け前においては前記ループアンテナに接近して当該ループアンテナとの間で情報の送受信が可能となると共に、前記カバーの取り付け後においては前記ループアンテナから離間して当該ループアンテナとの間で情報の送受信が不能となる、
   ことを特徴とする回転体の個体管理装置。
7. 請求項６記載の回転体の個体管理装置であって、
   前記カバーには、前記出没部材および前記第２のＩＣタグを配置させるための配置凹部が設けられていて、
   前記出没機構は、前記出没部材および第２のＩＣタグに付勢力を与える付勢手段を備えていて、
   前記付勢手段は前記配置凹部の底部側に位置して前記第２のＩＣタグを前記底部から離間させるための付勢力を与えると共に、
   前記カバーの取り付け前においては前記第２のＩＣタグが前記底部から離間させられて前記ループアンテナに接近し、
   前記カバーの取り付け後においては前記第２のＩＣタグが前記付勢手段の付勢力に抗しつつ前記底部に向かうように押し込まれて前記第２のＩＣタグが前記ループアンテナから離間させられる、
   ことを特徴とする回転体の個体管理装置。
   
   
   

Images