(57)【要約】【課題】ＩＤタグの充電池の消耗を低減し、寿命を延長することができるＩＤタグの提供を目的とする。【解決手段】本発明のＩＤタグ２は、ワークに取り付けられ生産ラインを進行するＩＤタグ２であって、生産ライン進行時の振動により発電する発電機１０と、発電手段１０により発電された電力が充電されると共に、動作に必要な電力を供給する充電池７とを有する。【選択図】　　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被搬送物に取り付けられ生産ラインを進行する充電式管理タグであって、
搬送ライン進行時の振動により発電する発電手段と、
前記発電手段により発電された電力が充電されると共に、動作に必要な電力を供給する蓄電池と、
を有する充電式管理タグ。
【請求項２】
前記発電手段は、
コイルと、
前記コイル内に磁場を発生する磁石と、
前記磁石がコイルの軸方向に振動可能なように該磁石を支持する弾性体と、
を含む請求項１に記載の充電式管理タグ。
【請求項３】
前記発電手段は、前記弾性体を固定する接着剤をさらに有し、
前記接着材は、前記所定の力以上の衝撃が加えられると、前記弾性体の固定を解除する請求項２に記載の充電式管理タグ。
【請求項４】
前記発電手段は、前記弾性体を着脱自在に保持する保持手段をさらに有し、
前記保持手段は、前記蓄電池の残量が所定量以下に減少した場合に前記弾性体を解放する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の充電式管理タグ。
【請求項５】
前記弾性体は、磁性体に取り付けられており、
前記保持手段は、電磁石を含み、該磁性体により磁性体を引き寄せて、弾性体を保持する請求項４に記載の充電式管理タグ。
【請求項６】
前記搬送ラインにおける被搬送物の管理のために、外部の管理制御手段と通信する通信手段をさらに有し、
前記蓄電池の電力は前記通信手段に供給される請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の充電式管理タグ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送ラインにおいて管理用にワーク等に取り付けられる充電式管理タグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
物品を搬送する搬送ライン、たとえば、工場の生産ラインでは、初工程においてＩＤタグ（管理タグ）が部品やワークに取り付けられている。このＩＤタグは、取り付けられるワークの生産を管理するための情報や、搬送ラインの進行途中に設置されたアンテナ（上位コントローラ）と交信するためのプログラム等が予め記憶されている。
【０００３】
このようなＩＤタグが、ワークとともに搬送ラインを進行することにより、ワークについての生産指示、はね出し制御、トラッキング、さらには、品質情報などが管理されている。
【０００４】
搬送ライン上での各工程を経た最終工程において、ＩＤタグは部品やワークから取り外され、部品の搬送や保管等に一般的に使用されているポリエチレン製の箱等（以下、ポリＢＯＸという）に回収される。ある程度の数のＩＤタグが回収された時点で、それらのＩＤタグはポリＢＯＸに入れられたまま搬送車や台車等で、初工程の位置まで搬送される。
【０００５】
上記のようなＩＤタグでは、搬送ライン進行時の振動等の環境に耐えるために、動作に必要な電力を供給する電池までもが一体にモールドされている。したがって、電池交換ができないので、ＩＤタグの寿命が短く、また、電池が消耗するとＩＤタグ全体が使用できなくなるので、コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
また、電池が一体にモールドされているので、ＩＤタグに衝撃が加えられて故障していたとしても故障しているかどうかの判断が困難であるという問題がある。
【０００７】
さらに、電池が一体にモールドされているので、ＩＤタグの外部からでは電池の消耗度を確認することができず、予備のＩＤタグを準備し交換するタイミングを計ることが困難であるという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ＩＤタグの寿命を延長してコストを低減し、ＩＤタグに衝撃が加えられたことおよびＩＤタグの電池の消耗度を確認することができるＩＤタグの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の充電式管理タグは、被搬送物に取り付けられ搬送ラインを進行する充電式管理タグであって、搬送ライン進行時の振動により発電する発電手段と、前記発電手段により発電された電力が充電されると共に、動作に必要な電力を供給する蓄電池とを有する。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の充電式管理タグによれば、搬送ラインの進行時の振動により発電し、これが蓄電池に充電されるので、充電式管理タグの寿命を延長することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明のＩＤタグが適用される生産ライン（搬送ライン）を示す概略図である。
【００１３】
図１に示す生産ラインでは、被搬送物であるワーク１が矢印の方向に従って流れ、途中で加工や塗装等の各工程が実行される。
【００１４】
最初に、図１に示すＳ地点において初工程が実行される。初工程では、ワーク１にＩＤタグ２（充電式管理タグ）が取り付けられる。この際、ＩＤタグ２には、取り付けられるワーク１についての生産管理情報が書き込まれる。
【００１５】
生産管理情報とは、たとえば、ワーク１にどのような工程が必要かを示す生産指示情報や、生産ラインにおいてはね出し制御が必要か、あるいはトラッキングが必要かなどを示すはね出し制御情報あるいはトラッキング情報や、どの程度の品質がワーク１に求められているかを示す品質情報などを含む。
【００１６】
ＩＤタグ２は、ワーク１とともに生産ラインを流れ、途中に設置されるアンテナ３（管理制御手段）と順次交信する。この交信により、初工程で書き込まれた生産管理情報に基づいて、ワーク１の生産指示、はね出し制御、トラッキング、品質情報などが管理されている。
【００１７】
生産ライン上に複数設置されるアンテナ３は、それぞれ、図示しない上位コントローラと接続されている。この上位コントローラにより、生産ライン全体におけるワーク１の流れや、各工程の開始終了タイミング、はね出し制御等が統括的に制御されている。
【００１８】
生産ラインを流れてきたワーク１は、Ｅ地点において、最終工程が実行される。Ｅ地点では、ワーク１に取り付けられていたＩＤタグ２が、それぞれ、取り外され、収納手段としてのポリエチレン製の箱４（以下、ポリＢＯＸ４という）に回収される。なお、ＩＤタグ２の回収には、ポリＢＯＸの代わりに、絶縁性の箱が用いられてもよい。
【００１９】
ポリＢＯＸ４は、複数のＩＤタグ２を収納できる容量を有しており、複数のＩＤタグ２が収納された後、そのまま、台車等に載せられ、初工程の位置、すなわちＳ地点まで搬送される。
【００２０】
図２は、ＩＤタグ２の概略構成を示す図である。
【００２１】
ＩＤタグ２は、受信装置５および送信装置６と、充電池７と、メモリ８と、制御部９と、発電機１０（発電手段）とを含んでなる。
【００２２】
受信装置５および送信装置６は、アンテナ３と生産管理情報等の交信するために用いられる。充電池７は、ＩＤタグ２の動作に必要な電力を供給し、発電機１０に接続されている。
【００２３】
メモリ８は、ワーク１に関する生産管理情報やアンテナ３と交信するためのプログラムを記憶する。制御部９は、ＩＤタグ２の各部の動作を制御する。発電機１０は、ＩＤタグ２内で発電し、発電した電力を充電池７の充電のために供給する。
【００２４】
次に、発電機１０の構成について説明する。
【００２５】
図３は、発電機１０の概略構成を示す図である。
【００２６】
発電機１０は、円筒状ケース１１と、コイル１２と、永久磁石１３と、バネ１４（弾性体）と、整流・変圧・充電部２０とを含んで形成されている。
【００２７】
円筒状ケース１１は、中空に形成されており、内部に永久磁石１３およびバネ１４が配置されている。コイル１２は、円筒状ケース１１の外周に巻きつけられており、整流・変圧・充電部２０に接続されている。コイル１２に流れる電流は、整流・変圧・充電部２０に送られ、整流・変圧・充電部２０により充電池７に供給される。
【００２８】
永久磁石１３は、コイル１２内に磁場を発生させ、円筒状ケース１１内をコイル１２の軸方向に振動する。
【００２９】
バネ１４は、２本用意され、それぞれ、一端を永久磁石１３の上面または底面に固定され、他端を円筒状ケース１１の上面１５または底面１６に取り付けられている。
【００３０】
バネ１４により永久磁石１３が振動可能に支持されているので、ワーク１が生産ラインを進行中にＩＤタグ２が振動することにより、永久磁石１３が円筒状ケース１１内を振動する。そして、永久磁石１３の移動に伴い磁場が変化し、コイル１２に電流が流れる。流れた電流は、整流・変圧・充電部２０を介して充電池７に充電することができる。
【００３１】
図４は、従来のＩＤタグに対する本願発明のＩＤタグ２の寿命を示す図である。
【００３２】
本発明のＩＤタグ２では、ワーク１が生産ラインを進行中に、上述の構成により発電し、該発電電力を充電することができる。また、ＩＤタグ２は、最終工程においてポリＢＯＸ４に回収され、再度初工程のＳ地点まで運搬されるので、該運搬中の振動によっても発電し、これを充電することができる。したがって、図４に示すように、従来と同じ電池容量の電池を用いたとしても、充電した分だけＩＤタグ２の寿命（交信回数）を延長することができる。
【００３３】
たとえば、発電機１０のおいて、コイル１２の巻数Ｎ＝１０（回）、永久磁石１３の振動による磁束の変化ΔΦ＝５×１０−４（Ｗｂ）、磁束の変化時間Δｔ＝０．２（秒）と仮定すると、発生する誘導起電力Ｖは、Ｖ＝−Ｎ×ΔΦ／Δｔ＝−０．０２５（Ｖ）となる。また、回路上での抵抗を５（Ω）とすると、発生する電力は、１．２５×１０−４（Ｗ）となる。
【００３４】
一方、ＩＤタグ２の１回の交信に必要な電力量は、
２（Ｖ）×０．０１５（Ａ）×０．３（ｓ）＝９０×１０−４（Ｊ）
となるため、９０×１０−４（Ｊ）／１．２５×１０−４（Ｗ）＝７２（秒）より、７２秒間振動していれば、１回の交信に費やされる電力量を発電できることとなる。
【００３５】
したがって、ライン稼動を続けることにより、稼動中に交信することによって費やされる電力の大半を発電によって補うことができ、ＩＤタグ２の電池の寿命は従来に比べて、図４に示すように大幅に延長することができる。
【００３６】
本発明のＩＤタグ２では、充電の他にさらに、ＩＤタグ２に所定の力以上の衝撃が加えられたかどうかを検知（衝撃検知）し、また、充電池７（蓄電池）の電力の残量が少なくなってきたことを検知（低残量検知）するための構成を有する。
【００３７】
以下に、衝撃検知および低残量検知することができるＩＤタグ２の構成について説明する。なお、衝撃検知および低残量検知するための構成は、ＩＤタグ２の発電機１０に設けられているので、発電機１０にのみ着目する。
【００３８】
図５は衝撃検知することができるＩＤタグ２の発電機１０を示す図である。
【００３９】
図５に示すように、発電機１０は、バネ１４が接続板５１および接着剤５２を介して円筒状ケース１１に取り付けられている。
【００４０】
接続板５１は、バネ１４と分離しないように堅く固定されている。接着剤５２は、接続板５１および円筒状ケース１１の上面１５を接続する。ここで、接着剤５２は、所定の力以上の衝撃が加えられると剥離する性質を有しており、該衝撃を加えると、接続板５１および円筒状ケース１１間の接続を解除し、結果として、バネ１４の円筒状ケース１１での固定を解除する。
【００４１】
所定の力以上の衝撃とは、ＩＤタグ２が故障を引き起こす虞がある程度の衝撃であり、予め実験等により求められている。そして、接着剤５２には、求めた衝撃を加えると丁度剥離するような耐久性を有するものが選択され、バネ１４の固定に使用される。
【００４２】
バネ１４の固定が解除されると、バネ１４によって永久磁石１３を支持できなくなり、円筒状ケース１１内で永久磁石１３が宙吊り状態となる。このように構成部材であるバネ１４の状態に変化が生じるので、ＩＤタグ２を振動させると、永久磁石１３が円筒状ケース１１内に衝突し、内部でカタカタと衝突音が発生する。
【００４３】
したがって、故障を引き起こすような衝撃がＩＤタグ２に加わった場合、作業者等がＩＤタグ２を振るとカタカタという永久磁石１３の衝突音が発生するので、これにより故障の可能性を確認することができる。この確認作業をＩＤタグ２の取り付け前に作業者等が行うことにより、ＩＤタグ２の故障を判断し、アンテナ３との交信不能および交信不良を未然に防止することができる。
【００４４】
なお、図５では、円筒状ケース１１の上面１５に衝撃検知のための構成を設けているが、これに限られず、底面１６、または、上面１５および底面１６の両方に設けられてもよい。
【００４５】
次に、低残量検知するための発電機１０の構成について説明する。
【００４６】
図６は、低残量検知することができるＩＤタグ２の発電機１０を示す図である。
【００４７】
図６に示すように、発電機１０は、バネ１４が固定台６１に固定されており、該固定台６１が電磁ロック機構６５によりロックされている。
【００４８】
固定台６１は、円筒状ケース１１内に配置されバネ１４が固定される平坦部６２と、円筒状ケース１１の上面１５に設けられた穴部から円筒状ケース１１外部に突出する突出部６３とを含んでなる。突出部６３には、貫通孔６４が形成されている。
【００４９】
電磁ロック機構６５は、鉄などの磁性体により形成されている閂部材６６と、電磁石により閂部材６６を引き寄せることができるロック制御部６７（保持手段）とを含んでなる。
【００５０】
固定台６１の貫通孔６４には、閂部材６６を挿入することができ、閂部材６６の挿入時には、閂部材６６と固定台６１の平坦部６２とにより円筒状ケース１１の上面１５が挟持され、結果として、バネ１４が円筒状ケース１１の上面１５に固定される。
【００５１】
ロック制御部６７は、充電池７と接続され、充電池７の残量を監視する。ロック制御部６７は、電磁石が組み込まれており、残量が所定量以下に減少した場合に、該電磁石により閂部材６６を引き寄せる。
【００５２】
ロック制御部６７により閂部材６６が引き寄せられると、閂部材６６が固定台６１の貫通孔６４から引き抜かれる。固定台６１にはバネ１４の負荷がかかっているので、円筒状ケース１１内に固定台６１が引き込まれ、結果として、バネ１４が円筒状ケース１１から解放される。
【００５３】
以上のように、ロック制御部６７は、充電池７の電池容量が不足した状態、すなわち、あと少しで電池容量が無くなる状態になると、電磁石により閂部材６６が引き寄せられ、バネ１４が解放されるので、円筒状ケース１１内の永久磁石１３が宙吊り状態となる。このように構成部材であるバネ１４の状態に変化が生じるので、ＩＤタグ２を振動させると、永久磁石１３が円筒状ケース１１内に衝突し、内部でカタカタと衝突音が発生する。
【００５４】
したがって、充電池７の残量が所定量以下になった場合、作業者等がＩＤタグ２を振るとカタカタという永久磁石１３の衝突音が発生するので、これにより電池容量の減少を容易に確認することができる。この確認作業をＩＤタグ２の取り付け前に作業者等が行うことにより、ＩＤタグ２の電池容量の不足を判断し、アンテナ３との交信不能および交信不良を未然に防止することができる。
【００５５】
なお、上記発電機１０は、低残量検知のためにロック制御部６７と閂部材６６とを含む構造となっていたが、これに限られない。たとえば、固定台６１自体を磁性体により形成しておき、これを保持手段として用意される電磁石により引き付ける構成でもよい。
【００５６】
この場合、電磁石を充電池７に接続しておくことにより、充電池７の残量が少なくなると、電磁石の磁力が低下し、固定台６１が解放される。この結果、バネ１４が円筒状ケース１１から解放される。このときの永久磁石１３の衝突音により充電池７の残量の減少を容易に確認することができる。
【００５７】
なお、図６では、円筒状ケース１１の上面１５に充電池７の低残量検知のための構成を設けているが、これに限られず、底面１６、または、上面１５および底面１６の両方に設けられてもよい。
【００５８】
また、図５に示す衝撃検知のための構成と、図６に示す低残量検知のための構成とを組み合わせてもよい。この場合、たとえば、円筒状ケース１１の上面には図５に示す衝撃検知のための構成を設け、円筒状ケース１１の底面には図６に示す低残量検知のための構成を設ける。
【００５９】
上記実施の形態では、永久磁石１３を支持する弾性体としてバネ１４を例に挙げて説明したが、これに限定されない。バネ１４の代わりに、永久磁石１３を円筒状ケース１１内を振動可能なように保持できる弾性体、たとえば、ゴムを用いてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態では、生産ラインに本発明のＩＤタグ２が適用される例について説明したが、これに限定されず、物流等に用いられる搬送ラインに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＩＤタグが適用される生産ラインを示す概略図である。
【図２】ＩＤタグの概略構成を示す図である。
【図３】発電機１０の概略構成を示す図である。
【図４】従来のＩＤタグに対する本願発明のＩＤタグ２の寿命を示す図である。
【図５】衝撃検知することができるＩＤタグ２の発電機１０を示す図である。
【図６】低残量検知することができるＩＤタグ２の発電機１０を示す図である。
【符号の説明】
１…ワーク、
２…ＩＤタグ、
３…アンテナ、
４…ポリＢＯＸ、
５…受信装置、
６…送信装置、
７…充電池、
８…メモリ、
９…制御部、
１０…発電機、
１１…円筒状ケース、
１２…コイル、
１３…永久磁石、
１４…バネ、
１５…上面、
１６…底面、
２０…整流・変圧・充電部、
５１…接続板、
５２…接着剤、
６１…固定台、
６２…平坦部、
６３…突出部、
６４…貫通孔、
６５…電磁ロック機構、
６６…閂部材、
６７…ロック制御。
【図１】
2004021612.tif 000003
【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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