TWI808172B - 輪軸用rfid標籤單元 - Google Patents

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TWI808172B
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宮崎崇
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Abstract

可消除成為利用RFID標籤進行輪軸管理之普及之阻礙的因素。一種安裝於鐵路車輛之輪軸之RFID標籤單元，其具備RFID標籤、以及搭載上述RFID標籤且安裝於上述輪軸之安裝構件。上述安裝構件中之至少面向上述RFID標籤之部分為非金屬材料，上述安裝構件介於上述RFID標籤與上述輪軸之間。

Description

輪軸用RFID標籤單元
本發明係關於一種安裝於鐵路車輛之輪軸之RFID標籤單元。
專利文獻1中揭示有一種將寫入有維護用之管理碼的資料載體（IC標籤）埋設於形成在車軸端部之中央導孔之中心位置之中央孔中的構成。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平10-300637號公報
[發明所欲解決之問題]
但是，專利文獻1之構成中，由於IC標籤直接安裝於金屬製之車軸，故而為了確保通訊可靠性，必須將IC標籤設為高價之適用於金屬者。又，由於IC標籤配置於車軸之中央孔之深處，故而為了讀取管理碼，必須使讀取器接觸車軸表面以接近IC標籤，維護時之便利性亦差。又，若於輪軸安裝IC標籤，則由於輪軸旋轉時之離心力或行走振動，而存在IC標籤脫落之可能性。
因此，本發明之目的在於提供一種消除成為利用RFID標籤進行輪軸管理之普及之阻礙之因素的構成。 [解決問題之手段]
本發明之一形態之輪軸用RFID標籤單元係安裝於鐵路車輛之輪軸，其具備RFID標籤、以及搭載上述RFID標籤且安裝於上述輪軸之安裝構件，上述安裝構件中之至少面向上述RFID標籤之部分為非金屬材料，上述安裝構件介於上述RFID標籤與上述輪軸之間。
依據上述構成，安裝構件介於金屬製之輪軸與RFID標籤之間，RFID標籤面向安裝構件之非金屬材料之部分，因此可不使用高價之適用於金屬之RFID標籤，而使用廉價之適用於非金屬之RFID標籤。
本發明之其他形態之輪軸用RFID標籤單元係安裝於鐵路車輛之輪軸，其具備RFID標籤、以及搭載上述RFID標籤且安裝於上述輪軸之安裝構件；上述安裝構件具有以對抗離心力之方式，從上述輪軸之外徑側支持上述RFID標籤之部分。
依據上述構成，由於RFID標籤藉由安裝構件而從外徑側支持，故而可防止RFID標籤由於輪軸旋轉時之離心力而從安裝構件剝離。
本發明之進而其他形態之輪軸用RFID標籤單元係安裝於鐵路車輛之輪軸，其具備RFID標籤、以及安裝於圍繞上述輪軸之軸線之周面的圓弧形狀之安裝面。
依據上述構成，由於RFID標籤單元之安裝面形成為圓弧形狀，故而可容易且穩定地安裝於輪軸之周面。 [發明之效果]
依據本發明，可提供一種消除成為利用RFID標籤進行輪軸管理之普及之阻礙之因素的構成。
以下，參照圖式，對實施形態進行說明。
（第1實施形態） 圖1係表示將第1實施形態之輪軸用RFID標籤單元1安裝於輪軸10之狀態的剖面圖。圖2（A）係圖1所示之輪軸用RFID標籤單元1之前視圖，圖2（B）為其側視圖。如圖1及圖2（A）（B）所示，RFID標籤單元1安裝於鐵路車輛之輪軸10，用於輪軸10之件號管理。第1實施形態之RFID標籤單元1兼為將輪軸10之軸端開口堵塞之樹脂插塞。
輪軸10具有車軸11、以及設置於車軸11之兩側的一對車輪12，為金屬製。於車軸11中較車輪12更偏車寬方向外側之部分，嵌合有軸承13。車軸11為中空車軸。車軸11之中空空間S係於車軸11之端面11a開口，於劃定中空空間S之內周面中的車軸11之端側之部分刻設有內螺紋11b。RFID標籤單元1係以將車軸11之端面11a之開口（中空空間S之軸方向端部）堵塞之方式安裝於車軸11。
RFID標籤單元1具備：將車軸11之端面11a之開口堵塞之樹脂插塞2（安裝構件）、以及搭載於樹脂插塞2之RFID標籤3。樹脂插塞2具有：從車軸11之端面11a插入中空空間S中之插入部2a、以及形成於插入部2a之一端之凸緣部2b。於插入部2a之外周面，刻設有與內螺紋11b螺合之外螺紋2c。
凸緣部2b係於插入部2a插入中空空間S中，且外螺紋2c與內螺紋11b螺合之狀態下，抵接於車軸11之端面11a。於凸緣部2b，形成有於樹脂插塞2之拆裝時用以插入使樹脂插塞2旋轉之工具的工具孔2d。RFID標籤3固定於凸緣部2b之外表面（車寬方向外側面）。
RFID標籤3具有：基底片材3a、搭載於基底片材3a之IC晶片3b、以及搭載於基底片材3a且與IC晶片3b連接之天線3c。於IC晶片3b中儲存有表示輪軸10之件號之識別資訊（ID）。RFID標籤3之基底片材3a固定（例如接著）於樹脂插塞2（之凸緣部2b），且基底片材3a被固定之部分為非金屬材料。RFID標籤3係藉由利用讀取器（未圖示）之無線通訊來讀取IC晶片3b中所儲存之ID。
如以上所述，樹脂插塞2介於金屬製之輪軸10與RFID標籤3之間，由於樹脂插塞2為非金屬材料，故而RFID標籤3不使用高價之適用於金屬之RFID標籤，而使用廉價之適用於非金屬之RFID標籤。又，由於利用樹脂插塞2來作為將RFID標籤3安裝於輪軸10之安裝構件，故而對於既存之輪軸10，可容易地設置RFID標籤3。又，由於RFID標籤3配置於輪軸10之旋轉軸線X上，故而於輪軸10之旋轉時，抑制離心力作用於RFID標籤3。
（第2實施形態） 圖3（A）係表示將第2實施形態之輪軸用RFID標籤單元101安裝於輪軸之狀態的立體圖，圖3（B）為其剖面圖。此外，對與第1實施形態共通之構成標註同一符號且省略說明。如圖3（A）（B）所示，第2實施形態之RFID標籤單元101兼為輪軸110之隔音環。輪軸110之車輪112具有：嵌合於車軸之凸座部112a、於外周面設置有踏面之輪緣部112b、以及將凸座部112a與輪緣部112b連接之圓板部112c。於圓板部112c之車寬方向外側之輪緣部112b之內周面，形成有沿著其圓周方向之溝槽112d。
RFID標籤單元101具備：嵌入輪緣部112b之溝槽112d中之隔音環102（安裝構件）、以及搭載於隔音環102之RFID標籤3。隔音環102由彈性材料（例如橡膠等）構成。即，隔音環102為非金屬材料。隔音環102亦可不為封閉環狀，亦可藉由將由彈性材料構成之線狀體嵌入溝槽112d中而最終成為環狀。
本實施形態中，隔音環102之剖面視圖之外形為圓形狀。例如，隔音環102為圓筒狀。RFID標籤3固定於隔音環102之內周面。RFID標籤3之基底片材3a柔軟。對於隔音環102之基底片材3a之安裝面從車寬方向觀察，成為沿著隔音環102之圓弧形狀，且從隔音環102之剖面視圖觀察，成為沿著隔音環102之剖面外形的圓弧形狀。
如以上所述，隔音環102介於金屬製之輪軸110與RFID標籤3之間，RFID標籤3面向作為非金屬材料之隔音環102，因此可不使用高價之適用於金屬之RFID標籤，而使用廉價之適用於非金屬之RFID標籤3。又，藉由利用安裝於車輪112之隔音環102，可對既存之輪軸110容易地設置RFID標籤3。又，RFID標籤單元101由於藉由溝槽112d而從車輪112之直徑方向外側受支持，故而亦可於輪軸110之旋轉時，防止RFID標籤單元1因離心力而脫落。此外，RFID標籤單元101更可具備、亦可不具備將露出於RFID標籤3之外部之外表面加以覆蓋的非金屬製之保護罩4。關於其他之所有實施形態亦同樣，可設置、亦可不設置保護罩4。
此外，如圖4所示，於嵌入車輪212之輪緣部212b之溝槽212d中之隔音環202為剖面矩形狀之情形時，亦可採用與上述同樣之構成。即，亦可將於剖面矩形狀之隔音環202之內周面搭載有RFID標籤3者設為輪軸用RFID標籤單元201。
（第3實施形態） 圖5（A）係表示將第3實施形態之輪軸用RFID標籤單元301安裝於輪軸之狀態的剖面圖，圖5（B）為其前視圖。此外，對與上述實施形態共通之構成標註同一符號且省略說明。如圖5（A）（B）所示，第3實施形態之RFID標籤單元301兼為將車輪312之吊孔堵塞之樹脂插塞。本實施形態之輪軸310之車輪312於將凸座部312a與輪緣部312b連接之圓板部312c形成吊孔312d。吊孔312d係於將輪軸310以起重機等吊起時所使用之孔。
RFID標籤單元301具備：將車輪312之吊孔312d堵塞之樹脂插塞302、以及搭載於樹脂插塞302之RFID標籤3。例如，樹脂插塞302具有一對插塞305。插塞305具有：插入吊孔312d中之插入部305a、以及設置於插入部305a之一端的凸緣部305b。於插塞305之中央形成有貫通孔305c。
於一對插塞305之插入部305a分別從兩側插入吊孔312d中，且凸緣部305b抵接於圓板部312c之狀態下，螺釘B於各插塞305之貫通孔305c中插通，且由螺帽N所締結。RFID標籤3係固定於一對插塞305中的車寬方向外側之插塞305之凸緣部305b之外表面（車寬方向外側面）。更具體而言，RFID標籤3係固定於插塞305之外表面中的避開螺釘B及螺帽N之位置。
如以上所述，樹脂插塞302介於金屬製之輪軸310與RFID標籤3之間，RFID標籤3面向作為非金屬材料之樹脂插塞302，因此可不使用高價之適用於金屬之RFID標籤，而使用廉價之適用於非金屬之RFID標籤3。又，藉由利用將車輪312之吊孔312d堵塞之樹脂插塞302，可對既存之輪軸310容易地設置RFID標籤3。
（第4實施形態） 圖6（A）係表示將第4實施形態之輪軸用RFID標籤單元401安裝於輪軸之狀態的剖面圖，圖6（B）為其前視圖。此外，對與上述實施形態共通之構成標註同一符號且省略說明。如圖6（A）（B）所示，RFID標籤單元401具備：嵌合於輪軸410之圍繞軸線之周面之環狀之安裝構件402、以及搭載於安裝構件402之RFID標籤3。RFID標籤3之安裝面（與安裝構件402之對向面）從車寬方向觀察，具有沿著安裝構件402之圓弧形狀。此外，安裝構件402可為封閉環狀，亦可為開放（大致C形狀）環狀。
具體而言，安裝構件402嵌合於輪軸410車輪412之輪緣部412b之內周面。輪緣部412b之內周面中的安裝構件402所嵌合之被安裝面412e成為與車輪412之直徑方向垂直之面。安裝構件402為樹脂製之帶狀之環，其安裝面402a（外周面）具有以輪軸410之軸線為中心之圓筒形狀。安裝構件402之安裝面402a接著於輪緣部412b之被安裝面412e。例如，於安裝構件402為塑膠之情形時，安裝構件402藉由接著劑而接著於輪緣部412b，於安裝構件402為橡膠之情形時，安裝構件402可硫化接著於輪緣部412b。
安裝構件402之內周面由於從車輪412之外徑側來支持RFID標籤3，故而於輪軸410之旋轉時，對於作用於RFID標籤3之離心力的來自被安裝面412e之反作用力並不朝向車輪412之軸線方向，而朝向車輪412之直徑方向，因此可適當防止RFID標籤單元401之脫落。而且，由於RFID標籤單元401內嵌於輪緣部412b中，故而於輪軸410之旋轉時，亦防止RFID標籤單元401因離心力而脫落。又，非金屬材料之安裝構件402介於金屬製之輪軸410與RFID標籤3之間，因此可不使用高價之適用於金屬之RFID標籤，而使用廉價之適用於非金屬之RFID標籤3。
（第5實施形態） 圖7（A）係表示將第5實施形態之輪軸用RFID標籤單元501安裝於輪軸410之狀態的剖面圖。此外，對與上述實施形態共通之構成標註同一符號且省略說明。如圖7（A）所示，RFID標籤單元501具備：嵌合於輪軸410之圍繞軸線之周面之環狀之安裝構件502、以及搭載於安裝構件502之RFID標籤3。此外，安裝構件502可為封閉環狀，亦可為開放（大致C形狀）環狀。
具體而言，安裝構件502嵌合於輪軸410之車輪412之凸座部412a之外周面。凸座部412a之外周面中的安裝構件502所嵌合之被安裝面412f成為與車輪412之直徑方向垂直之面。安裝構件502為樹脂製之環，其安裝面502a（內周面）係以輪軸410之軸線為中心之圓筒形狀。安裝構件502之安裝面502a接著於凸座部412a之被安裝面412f。
RFID標籤3埋設於安裝構件502中。因此，安裝構件502具有從外徑側支持RFID標籤3之部分。又，非金屬材料之安裝構件502介於金屬製之輪軸410與RFID標籤3之間，因此可使用廉價之適用於非金屬之RFID標籤3。RFID標籤單元501由於嵌合於凸座部412a之外周面，故而於輪軸410之旋轉時，亦防止RFID標籤單元501因離心力而脫落。又，RFID標籤3由於配置於偏安裝構件502之車寬方向外側，故而亦容易利用讀取器（未圖示）進行RFID標籤3之讀取。
又，如圖7（B）所示，RFID標籤單元601之安裝構件602亦可為於車寬方向外方開口之剖面匚字狀之樹脂環。於該情形時，藉由在安裝構件602之外徑側之壁部之內周面設置RFID標籤3，則RFID標籤3係藉由安裝構件602而從外徑側支持。又，如圖7（C）所示，RFID標籤單元701亦可於剖面匚字狀之安裝構件602之內部空間中填充樹脂之填充材705，而設為於該填充材705中埋設有RFID標籤3之構成。
（第6實施形態） 圖8係表示將第6實施形態之輪軸用RFID標籤單元801安裝於輪軸810之狀態的剖面圖。此外，對與上述實施形態共通之構成標註同一符號且省略說明。如圖8所示，RFID標籤單元801具備：樹脂製之環狀之安裝構件802、以及搭載於安裝構件802之RFID標籤3。此外，安裝構件802可為封閉環狀，亦可為開放（大致C形狀）環狀。輪軸810之車輪812於凸座部812a中具有缺口部812g。缺口部812g形成為圍繞車輪812之軸線之環狀。即，缺口部812g具有圍繞車輪812之軸線之周面。
缺口部812g係藉由將凸座部812a之車寬方向外側之端部從內周面側切出缺口而形成。即，缺口部812g朝向車寬方向外側以及內徑側開放。此外，缺口部812g亦可不朝向外徑側及內徑側開放，而朝向車寬方向外側開放。RFID標籤單元801藉由嵌合於缺口部812g中，而防止從車輪812脫落。
（第7實施形態） 圖9係表示將第7實施形態之輪軸用RFID標籤單元901安裝於輪軸410之狀態的俯視圖。此外，對與上述實施形態共通之構成標註同一符號且省略說明。如圖9所示，RFID標籤單元901具備：嵌合於輪軸410之車軸411之外周面的環狀之安裝構件902、以及搭載於安裝構件902之RFID標籤3。安裝構件902係例如捲繞於車軸411之樹脂製之帶狀構件。RFID標籤3之安裝面（與安裝構件902之對向面）從車寬方向觀察，具有沿著安裝構件902之圓弧形狀。
此外，本發明並不限定於上述實施形態，可對其構成加以變更、追加、或者削除。例如，RFID標籤之安裝面亦可具有沿著輪軸之圍繞軸線之周面的圓弧形狀，將該RFID標籤直接固定（例如接著）於輪軸之該周面。又，上述安裝構件亦可代替樹脂製而設為金屬製，於該情形時，只要將RFID標籤設為適用於金屬者即可。又，圖1之車軸11為中空車軸，但其以外之車軸可為實心車軸或者中空車軸中之任一者。
1、101、201、301、401、501、601、701、801、901‧‧‧RFID標籤單元 2‧‧‧樹脂插塞 2a‧‧‧插入部 2b‧‧‧凸緣部 2c‧‧‧外螺紋 3‧‧‧RFID標籤 10、110、310、410、810‧‧‧輪軸 11、411‧‧‧車軸 11a‧‧‧端面 11b‧‧‧內螺紋 12、112、312、412、812‧‧‧車輪 13‧‧‧軸承 102‧‧‧隔音環（安裝構件） 112b、212b、412b‧‧‧輪緣部 112d、212d‧‧‧溝槽 302‧‧‧樹脂插塞（安裝構件） 312c‧‧‧圓板部 312d‧‧‧吊孔 402、502、602、802、902‧‧‧安裝構件 402a、502a‧‧‧安裝面 412a、812a‧‧‧凸座部 412e‧‧‧被安裝面 412f‧‧‧被安裝面 812g‧‧‧缺口部 S‧‧‧中空空間 X‧‧‧旋轉軸線
圖1係表示將第1實施形態之輪軸用RFID標籤單元安裝於輪軸之狀態的剖面圖。 圖2（A）係表示圖1所示之輪軸用RFID標籤單元之前視圖，（B）為其側視圖。 圖3（A）係表示將第2實施形態之輪軸用RFID標籤單元安裝於輪軸之狀態的立體圖，（B）為其剖面圖。 圖4係表示第2實施形態之輪軸用RFID標籤單元之變形例的剖面圖。 圖5（A）係表示將第3實施形態之輪軸用RFID標籤單元安裝於輪軸之狀態的剖面圖，（B）為其前視圖。 圖6（A）係表示將第4實施形態之輪軸用RFID標籤單元安裝於輪軸之狀態的剖面圖，（B）為其前視圖。 圖7（A）係表示將第5實施形態之輪軸用RFID標籤單元安裝於輪軸之狀態的剖面圖，（B）為其第1變形例之剖面圖，（C）為其第2變形例之剖面圖。 圖8係表示將第6實施形態之輪軸用RFID標籤單元安裝於輪軸之狀態的剖面圖。 圖9係表示將第7實施形態之輪軸用RFID標籤單元安裝於輪軸之狀態的俯視圖。
1‧‧‧RFID標籤單元
2‧‧‧樹脂插塞
2a‧‧‧插入部
2b‧‧‧凸緣部
2c‧‧‧外螺紋
3‧‧‧RFID標籤
10‧‧‧輪軸
11‧‧‧車軸
11a‧‧‧端面
11b‧‧‧內螺紋
12‧‧‧車輪
13‧‧‧軸承
S‧‧‧中空空間
X‧‧‧旋轉軸線

Claims (8)

  1. 一種輪軸用RFID標籤單元，其係安裝於鐵路車輛之輪軸，其具備：具有基底片材、搭載於上述基底片材之IC晶片、以及搭載於上述基底片材且與上述IC晶片連接之天線的RFID標籤、以及搭載上述RFID標籤且安裝於上述輪軸之安裝構件；上述安裝構件中之至少面向上述RFID標籤之部分為非金屬材料，上述安裝構件介於上述RFID標籤與上述輪軸之間；上述基底片材接著於上述安裝構件之表面。
  2. 如請求項1所述之輪軸用RFID標籤單元，其中上述輪軸之車軸係於其端面開口之具有中空空間之中空車軸，上述安裝構件係將上述車軸之上述端面之開口堵塞之樹脂插塞。
  3. 如請求項1所述之輪軸用RFID標籤單元，其中於上述輪軸之車輪之輪緣部之內周面形成溝槽，上述安裝構件係嵌合於上述輪軸之上述溝槽中的由彈性材料構成之隔音環。
  4. 如請求項1所述之輪軸用RFID標籤單元，其中於上述輪軸之車輪之圓板部形成吊孔，上述安裝構件係將上述車輪之上述吊孔堵塞之樹脂插塞。
  5. 如請求項1所述之鐵路車輛輪軸用RFID標籤單元，上述安裝構件係嵌合於上述輪軸之圍繞軸線之周面的實質上為環狀之構件。
  6. 一種鐵路車輛輪軸用RFID標籤單元，其係安裝於鐵路車輛之輪軸，其具備： 具有基底片材、搭載於上述基底片材之IC晶片、以及搭載於上述基底片材且與上述IC晶片連接之天線的RFID標籤、以及搭載上述RFID標籤且安裝於上述輪軸之安裝構件；上述基底片材接著於上述安裝構件之表面；上述安裝構件具有以對抗離心力之方式，從上述輪軸之外徑側支持上述RFID標籤之部分。
  7. 如請求項6所述之鐵路車輛輪軸用RFID標籤單元，其中上述安裝構件係嵌合於上述輪軸之圍繞軸線之周面的實質上為環狀之構件。
  8. 如請求項7所述之鐵路車輛輪軸用RFID標籤單元，其中上述安裝構件之安裝面係以上述輪軸之軸線為中心之圓筒形狀，且安裝於形成在上述輪軸之上述周面的與直徑方向垂直之被安裝面。
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