(57)【要約】      （修正有）【課題】被締結部材の締結状態の変化を検出する検出精度の高いボルト、及び、検出システムを提供する。【解決手段】ボルト１００は、外周面にネジ１２２が切られ、内部に空間１２３を有する円筒部１２０を備えたボルト本体１００Ａと、空間１２３内に配置され、ボルト本体１００Ａの伸縮に応じて変化する空間１２３内の圧力を検出する検出部１６０とを含む。【選択図】図１
2020186950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にネジが切られ、内部に空間を有する円筒部を備えたボルト本体と、
前記空間内に配置され、前記ボルト本体の伸縮に応じて変化する前記空間内の圧力を検出する検出部と
を含む、ボルト。
【請求項２】
外部装置からの信号に応じて前記検出部による検出処理を開始させる制御部をさらに含む、請求項１記載のボルト。
【請求項３】
温度測定部と、
前記温度測定部によって検出される温度に応じて前記圧力を補正する補正部と
をさらに含む、請求項１又は２記載のボルト。
【請求項４】
前記検出部によって検出される圧力を表すデータを外部装置に送信する通信部をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載のボルト。
【請求項５】
外周面にネジが切られ、内部に空間を有する円筒部を備えたボルト本体と、
前記ボルト本体の伸縮に応じて変化する静電容量を出力する一対の電極と
を含む、ボルト。
【請求項６】
外部装置からの信号に応じて前記一対の電極から出力される静電容量を取得する制御部をさらに含む、請求項５記載のボルト。
【請求項７】
温度測定部と、
前記温度測定部によって検出される温度に応じて前記静電容量を補正する補正部と
をさらに含む、請求項５又は６記載のボルト。
【請求項８】
前記一対の電極から出力される静電容量を表すデータを外部装置に送信する通信部をさらに含む、請求項５乃至７のいずれか一項記載のボルト。
【請求項９】
請求項４記載のボルトと、
前記外部装置と
を含む、検出システム。
【請求項１０】
前記ボルト本体を被締結部材の貫通孔に挿通させて前記ボルト本体とナットで前記被締結部材を締結した状態において、経時による前記圧力の変化に基づいて、前記ボルト本体と前記ナットとの締結状態の変化を検出する締結状態検出部をさらに含む、請求項９記載の検出システム。
【請求項１１】
請求項８記載のボルトと、
前記外部装置と
を含む、検出システム。
【請求項１２】
前記ボルト本体を被締結部材の貫通孔に挿通させて前記ボルト本体とナットで前記被締結部材を締結した状態において、経時による前記静電容量の変化に基づいて、前記ボルト本体と前記ナットとの締結状態の変化を検出する締結状態検出部をさらに含む、請求項１１記載の検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルト、及び、検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軸力検出用ボルトに、ピン型ロードセル、送信器基板、ＩＣタグが装着された締結体ユニットがある。受信ユニットは、軸力検出用ボルトに対して、ワイヤレス電力供給技術を用いて電力を送り、送信器基板では、受け取った電力を用いて歪信号を測定し、受信ユニットに送る。ピン型ロードセルは、軸力検出用ボルトの挿入孔に埋め込まれており、起歪体に歪ゲージが接着された構成である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の締結体ユニットは、挿入孔の壁面と起歪体との変位（ずれ）を歪ゲージで検出しているため、歪ゲージが起歪体に貼り付けられている接着力や、歪ゲージが起歪体に貼り付けられる向きのばらつきによって検出精度に大きな影響が生じるおそれがある。歪ゲージを起歪体に貼り付ける作業は行い難い作業であるため、検出精度への影響を排除するのは困難であった。
【０００５】
そこで、被締結部材の締結状態の変化を検出する検出精度の高いボルト、及び、検出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】
【０００６】
本発明の実施の形態のボルトは、外周面にネジが切られ、内部に空間を有する円筒部を備えたボルト本体と、前記空間内に配置され、前記ボルト本体の伸縮に応じて変化する前記空間内の圧力を検出する検出部とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
被締結部材の締結状態の変化を検出する検出精度の高いボルト、及び、検出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１のボルト１００を示す断面図である。
【図２】ボルト１００に含まれるアンテナ１４０、キャパシタ１４５、ＩＣチップ１５０、及び圧力センサ１６０を示すブロック図である。
【図３】ボルト１００を含む検出システム５００を示す図である。
【図４】ＩＣチップ１５０が実行する処理を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態２のボルト２００を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のボルト、及び、検出システムを適用した実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のボルト１００を示す断面図である。以下では、ＸＹＺ直交座標系を用いて説明し、平面視とはＸＹ面視のことである。
【００１１】
ボルト１００は、頭部１１０、円筒部１２０、セラミック基板１３０、アンテナ１４０、ＩＣ(Integrated Circuit)チップ１５０、及び圧力センサ１６０を含む。頭部１１０及び円筒部１２０は、ボルト本体１００Ａを構築する。なお、図１に示す断面は、円筒部１２０のＺ軸に平行な中心軸を通り、ＸＺ平面に平行な断面である。
【００１２】
ボルト１００は、部材１０及び２０の貫通孔１１及び２１に円筒部１２０が挿通され、ナット５０が円筒部１２０にネジ留めされることにより、部材１０及び２０を締結する。ボルト１００及びナット５０は締結部材であり、部材１０及び２０は被締結部材である。
【００１３】
頭部１１０は、ボルト本体１００Ａの頭部であり、一例として平面視で正六角形である。頭部１１０の−Ｚ方向側には、円筒部１２０が連続的に形成されている。ボルト本体１００Ａは金属製であり、一例として鋼材製である。
【００１４】
円筒部１２０は、頭部１１０から−Ｚ方向に延在する円柱状の部分であり、外周面の先端１２１側にはネジが切られたネジ部１２２が設けられている。ネジ部１２２には、内周面にネジ部１２２に対応するネジ部が形成されたナット５０がネジ留めされる。
【００１５】
また、円筒部１２０は、先端１２１に設けられる開口部１２１Ａと、開口部１２１Ａから連通し、＋Ｚ方向に延在する内部空間１２３とを有する。内部空間１２３は、開口部１２１Ａ以外の部分は閉じているため、開口部１２１Ａに連通する穴部である。
【００１６】
内部空間１２３には、セラミック基板１３０、ＩＣチップ１５０、及び圧力センサ１６０が収納される。図１に示す内部空間１２３は、Ｚ方向において円筒部１２０の内部に設けられているが、内部空間１２３の＋Ｚ方向側の端部は、頭部１１０の内部にまで到達していてもよい。
【００１７】
セラミック基板１３０は、円筒部１２０の開口部１２１Ａから表出するように内部空間１２３内の−Ｚ方向側の端部に固定されている。セラミック基板１３０は、一例として内部空間１２３の内表面に接着剤１３５によって接着されることで固定されている。また、このようにセラミック基板１３０が接着剤１３５によって接着されることにより、内部空間１２３のうちのセラミック基板１３０よりも＋Ｚ方向側の空間は封止されている。
【００１８】
セラミック基板１３０は、配線１３１とアンテナ１４０が設けられ、＋Ｚ方向側の表面にはＩＣチップ１５０及び圧力センサ１６０が設けられている。アンテナ１４０は、セラミック基板１３０の＋Ｚ方向側の表面でＩＣチップ１５０に接続され、内部を通って−Ｚ方向側の表面に延在している。ＩＣチップ１５０と圧力センサ１６０は配線１３１によって接続されている。
【００１９】
ここで、図１に加えて図２を用いて説明する。図２は、ボルト１００に含まれるアンテナ１４０、キャパシタ１４５、ＩＣチップ１５０、及び圧力センサ１６０を示すブロック図である。ＩＣチップ１５０にはキャパシタ１４５が接続されている。
【００２０】
アンテナ１４０は、ＩＣチップ１５０と接続され、パッシブ型のＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)タグとして機能する。アンテナ１４０は、一例として、所定の周波数（例えば９１５ＭＨｚ）における波長の電気長の１／２の長さを有する２つのアンテナエレメントを含むダイポールアンテナである。アンテナ１４０としての２つのアンテナエレメントの給電点は、ＩＣチップ１５０に接続される。
【００２１】
ＩＣチップ１５０は、セラミック基板１３０の＋Ｚ方向側の表面に実装されており、アンテナ１４０に接続されるとともに、配線１３１を介して圧力センサ１６０に接続されている。ＩＣチップ１５０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)や不揮発性メモリのような記憶装置等を含むマイクロコンピュータである。
【００２２】
ＩＣチップ１５０は、図１の拡大部分に示すように、制御部１５１、温度測定部１５２、補正部１５３、通信部１５４、及びメモリ１５５を有する。ここで、制御部１５１、温度測定部１５２、補正部１５３、通信部１５４は、ＩＣチップ１５０の機能を表したものであり、メモリ１５５は、ＩＣチップ１５０の記憶装置を機能的に表したものである。
【００２３】
ＩＣチップ１５０は、アンテナ１４０とともにパッシブ型のＲＦＩＤタグとして機能するため、バッテリ等の電源を有さない。ＩＣチップ１５０は、リーダ装置からアンテナ１４０で受信した電波の電力を整流してキャパシタ１４５に蓄え、キャパシタ１４５に蓄えた電力で起動し動作を行う。
【００２４】
制御部１５１は、ＩＣチップ１５０が起動すると、内部空間１２３内の圧力を検出するための処理（検出処理）を開始する。具体的には、制御部１５１は、圧力センサ１６０に圧力を検出させ、温度測定部１５２に温度を測定させ、検出された圧力を表すデータ（圧力データ）を補正部１５３に補正させ、補正された圧力データを通信部１５４にアンテナ１４０から放射させる。
【００２５】
温度測定部１５２は、一例として絶対温度に比例した出力電流を生成する二端子集積回路温度トランスデューサである。温度測定部１５２は、ＩＣチップ１５０が起動すると温度を測定し、測定した温度を表すデータ（温度データ）を補正部１５３に出力する。
【００２６】
補正部１５３は、温度測定部１５２から温度データが入力されると、メモリ１５５に格納された補正式を参照し、温度データに基づいて圧力データを補正し、通信部１５４に出力する。補正式は、温度測定部１５２によって測定される温度（温度データが表す温度）と基準温度との比を用いて、圧力センサ１６０によって検出された圧力データが表す圧力を基準温度における圧力に補正する。
【００２７】
ここで、基準温度とは、ボルト１００及びナット５０で部材１０及び２０を締結した直後に圧力センサ１６０で圧力が測定された際の温度、又は、点検等でボルト１００及びナット５０を増し締めした直後に圧力センサ１６０で圧力が測定された際の温度である。
【００２８】
通信部１５４は、補正部１５３にとって圧力データが補正されると、補正された圧力データをアンテナ１４０から放射する。放射された圧力データを含む電波はリーダ装置によって受信される。
【００２９】
メモリ１５５は、補正部１５３が利用する補正式を表すデータの他に、ＩＣチップ１５０のＩＤや、制御部１５１、温度測定部１５２、補正部１５３、通信部１５４が上述の処理を行うのに必要なプログラム及びデータ等を格納する。
【００３０】
圧力センサ１６０は、セラミック基板１３０の＋Ｚ方向側の表面に実装されており、配線１３１を介してＩＣチップ１５０に接続されている。圧力センサ１６０は、セラミック基板１３０によって封止された内部空間１２３の圧力を検出する検出部の一例である。圧力センサ１６０としては、例えば、ピエゾ抵抗効果を利用した半導体圧力センサのような圧力センサを用いることができる。
【００３１】
圧力センサ１６０は、ＩＣチップ１５０から圧力を検出するコマンドを受信すると、圧力を検出し圧力データをＩＣチップ１５０に出力する。
【００３２】
ここで、ボルト１００を部材１０及び２０の貫通孔１１及び２１に挿通し、ボルト１００とナット５０を締め合わせて締結すると、ボルト１００は、部材１０及び２０を挟んでいる頭部１１０の−Ｚ方向側の表面とナット５０が係合するネジ部１２２との間がＺ方向に引っ張られ、Ｚ方向に引き延ばされる。この結果、セラミック基板１３０によって封止されている内部空間１２３はＺ方向に引き延ばされるため体積が増え、内部の圧力が低下する。
【００３３】
また、ボルト１００及びナット５０が部材１０及び２０を挟んで締結している状態で、ボルト１００とナット５０が相対的に緩むと、部材１０及び２０を挟んでいる頭部１１０の−Ｚ方向側の表面とナット５０が係合するネジ部１２２との間をＺ方向に引っ張る力が低下し、Ｚ方向に引き延ばされる量が低減する。この結果、セラミック基板１３０によって封止されている内部空間１２３の体積は、部材１０及び２０をナット５０と協働して挟んで締結した直後のボルト１００における内部空間１２３の体積よりも減り、内部の圧力が上昇する。
【００３４】
したがって、部材１０及び２０を挟んで締結した直後のボルト１００において圧力センサ１６０が検出する圧力を検出しておき、経時による圧力の低下を検出すれば、ボルト１００とナット５０の緩みを検出できる。
【００３５】
図３は、ボルト１００を含む検出システム５００を示す図である。検出システム５００は、ボルト１００、リーダ装置３００、及びＰＣ(Personal Computer)４００を含む。リーダ装置３００は、外部装置の一例であり、ビーコン信号を出力してボルト１００を探索し、ボルト１００から圧力データを受信する。
【００３６】
リーダ装置３００は、ケーブル４０１を介してＰＣ４００に接続されており、ボルト１００から受信した圧力データをＰＣ４００に出力する。
【００３７】
ＰＣ４００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)、入出力インターフェース、及び内部バス等を含む。また、ＰＣ４００は、締結状態検出部４１０を含む。
【００３８】
締結状態検出部４１０は、ボルト１００を部材１０及び２０の貫通孔１１及び２１に挿通させてボルト１０とナット５０で部材１０及び２０を締結した状態において、経時による圧力データが表す圧力の変化に基づいて、ボルト１０とナット５０との締結状態の変化を検出する。
【００３９】
典型的には、部材１０及び２０をボルト１００及びナット５０で挟んで締結した直後の内部空間１２３の圧力を計測し、例えば半年後又は１年後に再度圧力を計測することで、内部空間１２３の圧力に変化があるかどうかを測定すればよい。また、点検等でボルト１００及びナット５０を増し締めした直後の内部空間１２３の圧力を計測し、例えば半年後又は１年後に再度圧力を計測することで、内部空間１２３の圧力に変化があるかどうかを測定すればよい。
【００４０】
例えば、ＰＣ４００のメモリに、圧力の変化量と、ボルト１０及びナット５０の締結トルクの変化量との関係を表すテーブルデータを格納しておき、ボルト１０及びナット５０を締結した直後の圧力に対する半年後又は一年後の圧力の変化量に基づいて、締結トルクがどれだけ変化したかを把握できるようにすればよい。
【００４１】
図４は、ＩＣチップ１５０の制御部１５１が実行する処理を示すフローチャートである。
【００４２】
制御部１５１は、リーダ装置３００からのビーコン信号を受信すると、ビーコン信号の電力で起動する（ステップＳ１）。
【００４３】
制御部１５１は、圧力センサ１６０に圧力を検出させて圧力データを取得するとともに、温度測定部１５２に温度を測定させる（ステップＳ２）。
【００４４】
制御部１５１は、圧力データを補正部１５３に補正させる（ステップＳ３）。
【００４５】
制御部１５１は、通信部１５４に、補正された圧力データをＩＣチップ１５０のＩＤとともにアンテナ１４０から放射させる（ステップＳ４）。
【００４６】
この結果、リーダ装置３００は、ボルト１００のＩＣチップ１５０のＩＤと、温度で補正された圧力データを入手する。また、ボルト１００のＩＣチップ１５０のＩＤと、温度で補正された圧力データはＰＣ４００に転送され、締結状態検出部４１０がボルト１０とナット５０との締結状態の変化を検出する。
【００４７】
以上のように、ボルト本体１００Ａの内部空間１２３に、アンテナ１４０、ＩＣチップ１５０、及び圧力センサ１６０を実装したセラミック基板１３０を接着することで、ボルト１０及びナット５０を締結状態の変化を圧力の変化として検出可能なボルト１００を作製することができる。
【００４８】
締結状態の検出は、セラミック基板１３０に実装した圧力センサ１６０によって検出される圧力データに基づいて行われる。圧力センサ１６０のセラミック基板１３０への実装は非常に容易であり、圧力センサ１６０のセラミック基板１３０への貼り付け具合等によって圧力値に影響はほぼ生じない。また、アンテナ１４０及びＩＣチップ１５０のセラミック基板１３０への実装も同様に容易であり、セラミック基板１３０のボルト本体１００Ａの装着も容易である。すなわち、ボルト１００の組み立てにおいては、圧力センサ１６０によって検出される圧力に影響を及ぼす要素は、ほぼ無いと言える。
【００４９】
したがって、被締結部材の締結状態の変化を検出する検出精度の高いボルト１００、及び、検出システム５００を提供することができる。
【００５０】
また、ボルト１００は、円筒部１２０の先端１２１側にアンテナ１４０を備える。特にボルト１００の円筒部１２０の先端１２１の方が頭部１１０よりも金属部材に囲まれていないような環境では、先端１２１側にアンテナ１４０を設けることで、ビーコン信号をより受信しやすい構成にすることができる。
【００５１】
なお、円筒部１２０の先端１２１側に開口部１２１Ａを設け、アンテナ１４０、ＩＣチップ１５０、及び圧力センサ１６０を実装したセラミック基板１３０を設ける形態について説明したが、頭部１１０の＋Ｚ方向側の表面に開口部と、開口部に連通する内部空間を設け、頭部１１０の＋Ｚ方向側にアンテナ１４０を設けてもよい。
【００５２】
また、以上では、ボルト１００がパッシブ型のＲＦＩＤタグを構築するアンテナ１４０及びＩＣチップ１５０を含む形態について説明したが、バッテリ等の二次電池を備えるアクティブ型のＲＦＩＤタグを含んでもよい。この場合には、キャパシタ１４５を二次電池に変更し、予め充電した状態でボルト本体１００Ａに封止すればよい。二次電池は、キャパシタ１４５と同様に、アンテナ１４０で受信する電波の電力を充電するように構成すればよい。
【００５３】
また、以上では、圧力センサ１６０をセラミック基板１３０に実装する形態について説明したが、圧力センサ１６０をセラミック基板１３０に実装せずに、内部空間１２３に接着等で実装してもよい。
【００５４】
＜実施の形態２＞
図５は、実施の形態２のボルト２００を示す断面図である。図５（Ａ）にはボルト２００が組み立てられて未使用の状態を示し、図５（Ｂ）にはボルト２００が部材１０及び２０の貫通孔１１及び２１に挿通され、ナット５０とともに締結されている状態を示す。図５（Ｂ）に示すボルト２００は、図５（Ａ）に示すボルト２００よりもＺ方向に伸びている。
【００５５】
ボルト２００は、頭部２１０、円筒部２２０、セラミック基板２３０、アンテナ１４０、ＩＣチップ１５０、電極２６０Ａ、２６０Ｂ、及び電極保持部２７０を含む。以下では、実施の形態１と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
頭部２１０及び円筒部２２０は、ボルト本体２００Ａを構築する。なお、図５に示す断面は、円筒部２２０のＺ軸に平行な中心軸を通り、ＸＺ平面に平行な断面である。
【００５７】
頭部２１０は、ボルト本体２００Ａの頭部であり、一例として平面視で正六角形である。頭部２１０の−Ｚ方向側には、円筒部２２０が連続的に形成されている。ボルト本体２００Ａは金属製であり、一例として鋼材製である。
【００５８】
また、頭部２１０は、頂部２１１に設けられる開口部２１１Ａと、開口部２１１Ａから連通し、＋Ｚ方向に延在する内部空間２１２とを有する。内部空間２１２は、開口部２１１Ａ以外の部分は閉じているため、開口部２１１Ａに連通する穴部である。
【００５９】
内部空間２１２には、ＩＣチップ１５０が埋め込まれたセラミック基板２３０、電極２６０Ａ、２６０Ｂ、及び電極保持部２７０が収納される。
【００６０】
円筒部２２０は、頭部２１０から−Ｚ方向に延在する円柱状の部分であり、外周面の先端２２１側にはネジが切られたネジ部２２２が設けられている。ネジ部２２２には、内周面にネジ部２２２に対応するネジ部が形成されたナット５０がネジ留めされる。
【００６１】
セラミック基板２３０は、頭部２１０の開口部２１１Ａから表出するように内部空間２１２内の＋Ｚ方向側の端部に固定されている。セラミック基板２３０は、一例として内部空間２１２の内表面に接着剤２３５によって接着されることで固定されている。また、このようにセラミック基板２３０が接着剤２３５によって接着されることにより、内部空間２１２のうちのセラミック基板２３０よりも−Ｚ方向側の空間は封止されている。
【００６２】
セラミック基板２３０は、＋Ｚ方向側の表面にアンテナ１４０が設けられ、＋Ｚ方向側の表面に表出するようにＩＣチップ１５０が埋め込まれて、アンテナ１４０はＩＣチップ１５０に接続されている。
【００６３】
また、セラミック基板２３０の−Ｚ方向側の表面には電極２６０Ａが設けられている。電極２６０Ａは、セラミック基板２３０の内部の配線を介してＩＣチップ１５０に接続されている。
【００６４】
また、内部空間２１２の−Ｚ方向側の端部２１２Ａには、−Ｚ方向側に凹んだ凹部２２２Ｂが設けられており、凹部２２２Ｂには電極保持部２７０の基部２７１の端部２７１Ａが挿入され、接着剤２７１Ｂで固定されている。なお、接着剤２７１Ｂを用いる代わりに端部２７１Ａを凹部２２２Ｂに圧入してもよい。
【００６５】
電極保持部２７０は、基部２７１と保持部２７２とを有する。基部２７１は柱状の部分であり、凹部２２２Ｂに挿入されて固定される端部２７１Ａから＋Ｚ方向に延在している。保持部２７２は円板状の部分であり、基部２７１の＋Ｚ方向側の端部に連通して一体的に設けられている。このような電極保持部２７０は、セラミック又は樹脂等の絶縁体製でよい。
【００６６】
電極２６０Ｂは、保持部２７２の＋Ｚ方向側の表面に設けられ、接着剤等で固定されている。電極２６０Ｂは、図示しない配線でＩＣチップ１５０に接続されている。電極２６０Ａ及び２６０Ｂは、Ｚ軸方向において対向しているため、ボルト本体２００ＡがＺ軸方向に伸縮すると静電容量が変化する。電極２６０Ａ及び２６０Ｂは、ボルト本体２００ＡのＺ軸方向における伸縮量に応じて変化する静電容量を出力する一対の電極の一例である。
【００６７】
ＩＣチップ１５０は、セラミック基板２３０の＋Ｚ方向側の表面から表出するように埋め込まれた状態で実装されており、アンテナ１４０に接続されるとともに、電極２６０Ａ及び２６０Ｂに接続されている。
【００６８】
ＩＣチップ１５０は、アンテナ１４０がビーコン信号を受信すると、電極２６０Ａ及び２６０Ｂから出力される静電容量を取得し、静電容量を表すデータを含む電波を放射する。放射された電波はリーダ装置３００（図２参照）によって受信され、ＰＣ４００に静電容量を表すデータが転送される。
【００６９】
以上のようなボルト２００は、図５（Ｂ）に示すように部材１０及び２０の貫通孔１１及び２１に挿通されナット５０とともに締結されることによって伸びると、主に円筒部２２０が−Ｚ方向に引っ張られる。この結果、電極保持部２７０が−Ｚ方向に移動することで電極２６０Ｂが−Ｚ方向に移動する。図５（Ｂ）では、円筒部２２０がＺ方向にＺ１だけ伸びることにより、電極２６０Ａ及び電極２６０Ｂの間隔もＺ１になっている。
【００７０】
このようの電極２６０Ａ及び２６０Ｂの間隔が広がると、電極２６０Ａ及び２６０Ｂの静電容量は低下する。このため、部材１０及び２０を挟んで締結した直後のボルト２００において電極２６０Ａ及び２６０Ｂが出力する静電容量を取得しておき、経時による静電容量の低下を検出すれば、ボルト１００とナット５０の緩みを検出できる。
【００７１】
例えば、ＰＣ４００のメモリに、静電容量の変化量と、ボルト１０及びナット５０の締結トルクの変化量との関係を表すテーブルデータを格納しておき、ボルト１０及びナット５０を締結した直後の静電容量に対する半年後又は一年後の静電容量の変化量に基づいて、締結トルクがどれだけ変化したかを把握できるようにすればよい。
【００７２】
以上のように、ボルト本体２００Ａの内部空間２１２に、アンテナ１４０及びＩＣチップ１５０を実装したセラミック基板２３０を接着するとともに、内部空間２１２に電極２６０Ａ、２６０Ｂ、及び電極保持部２７０を設けることで、ボルト１０及びナット５０を締結状態の変化を静電容量の変化として検出可能なボルト２００を作製することができる。
【００７３】
締結状態の検出は、内部空間２１２に設けられた電極２６０Ａ、２６０Ｂから出力される静電容量を表すデータに基づいて行われる。電極２６０Ａ、２６０Ｂの実装は非常に容易であり、電極２６０Ａ、２６０Ｂの取り付け具合等によって静電容量に影響はほぼ生じない。また、アンテナ１４０及びＩＣチップ１５０のセラミック基板２３０への実装も同様に容易であり、セラミック基板２３０のボルト本体２００Ａの装着も容易である。すなわち、ボルト２００の組み立てにおいては、電極２６０Ａ、２６０Ｂから出力される静電容量に影響を及ぼす要素は、ほぼ無いと言える。
【００７４】
したがって、被締結部材の締結状態の変化を検出する検出精度の高いボルト２００、及び、検出システム５００を提供することができる。
【００７５】
なお、以上では、頭部２１０の頂部２１１に開口部２１１Ａを設け、アンテナ１４０及びＩＣチップ１５０を実装したセラミック基板２３０を設けるとともに、内部空間２１２の先端２２１側の凹部２２１Ｂに電極保持部２７０の基部２７１の端部２７１Ａを挿入し、セラミック基板２３０及び保持部２７２に電極２６０Ａ及び２６０Ｂをそれぞれ設ける形態について説明した。しかしながら、円筒部２２０の先端２２１の表面に開口部を設けるとともに、開口部に連通する内部空間を設け、円筒部２２０の−Ｚ方向側にアンテナ１４０を設けてもよい。
【００７６】
また、以上では、電極保持部２７０が絶縁体製であり、電極２６０Ｂが図示しない配線を介してＩＣチップ１５０に接続される形態について説明したが、電極保持部２７０は金属製であってもよい。この場合には、保持部２７２を電極２６０Ｂとして用いてもよい。また、電極保持部２７０はボルト本体２００Ａを介してＩＣチップ１５０に接続されてもよい。
【００７７】
また、電極２６０ＡがＸＹ平面内で２分割されていて、２分割された電極２６０Ａがセラミック基板２３０の内部の配線を介してＩＣチップ１５０に接続されていて、電極２６０ＢがＩＣチップ１５０に接続されていない構成であってもよい。この場合には、一方の電極２６０Ａと電極２６０Ｂとの静電容量と、他方の電極２６０Ａと電極２６０Ｂとの静電容量との合計の静電容量の変化をＩＣチップ１５０で監視すればよい。
【００７８】
また、以上では、セラミック基板２３０が内部空間２１２の内表面に接着剤２３５によって接着されることで固定される形態について説明したが、セラミック基板２３０は、内部空間２１２の内表面に対して弾力性を持たせた状態で固定されていてもよい。
【００７９】
また、以上では、セラミック基板２３０が接着剤２３５によって接着されることによって内部空間２１２のうちのセラミック基板２３０よりも−Ｚ方向側の空間が封止されている形態について説明したが、必ずしも封止しなくてもよい。
【００８０】
以上、本発明の例示的な実施の形態のボルト、及び、検出システムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１００、２００  ボルト
１１０、２１０  頭部
１２０、２２０  円筒部
１２３、２１２  内部空間
１３０、２３０  セラミック基板
１４０  アンテナ
１５０  ＩＣチップ
１６０  圧力センサ
２６０Ａ、２６０Ｂ  電極
２７０  電極保持部
【図１】
2020186950.tif 000003
【図２】
2020186950.tif 000004
【図３】
2020186950.tif 000005
【図４】
2020186950.tif 000006
【図５】
2020186950.tif 000007