JP2000304767A - 加速度センサ及び輸送時の物理的変化検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輸送時等に梱包製品が衝撃を受けた時に、そ
の衝撃の大きさやその衝撃を受けた時間を知ることが難
しかった。 【解決手段】 本加速度センサ１０は、加速度センサで
あって、プリント配線基板１１上に配設された固定具１
２と、この固定具１２からプリント配線基板１１に沿っ
て張り出すピアノ線１３の先端に固定された円柱状の振
動センサ１４と、この振動センサ１４の周面を隙間を介
して囲む接点孔１５Ａを有し且つこの接点孔１５Ａで振
動センサ１４を囲むようにプリント配線基板１１上に配
設された接触具１５とを備え、振動センサ１４と接触具
１５の接触により衝撃に伴う、予め設定された値以上の
加速度を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加速度センサ及び
輸送時の物理的変化検出装置に関し、更に詳しくは、精
密機器等の物品の輸送過程で受ける物理的環境の変化を
把握し、物品の不良発生原因を特定することができ、輸
送の信頼性を向上することができる加速度センサ及び輸
送時の物理的変化検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】精密機
器等の梱包製品を輸送する際には、梱包製品のトラック
等の車両への積み込み、積み下ろし作業があり、また、
輸送中には道路等の状況により梱包製品が振動し、その
度毎に梱包製品は衝撃を受ける。積み荷の状況が悪けれ
ば、輸送時の振動により積み荷が倒れることがあり、そ
の時に積み荷が強い衝撃を受ける。特に、コンピュー
タ、測定機器等の精密機器のような高価な梱包製品は特
に衝撃に対する注意を怠ってはならない。例えば、積み
込み、積み下ろしの際に精密機器をぶつけたりすると、
精密機器に大きな衝撃が加わる。この時、精密機器が許
容範囲内の衝撃を受けたのであれば何等問題はない。し
かし、精密機器が許容範囲を超える衝撃を受けると破損
することすらあり、このような場合には保証問題にもな
りかねない。ところが、その衝撃が何時の時点によるも
のか、如何なる原因によるものかを特定することができ
ないと、損傷原因を究明することができない。また、梱
包製品によっては輸送時の温度や湿度、更に静電圧等の
影響により物品を損なう虞がある。

【０００３】そこで、このような衝撃、輸送時の温度や
湿度、更に静電圧等を簡単且つ確実に検出でき、しかも
安価に製造できるセンサの開発が望まれているが、この
ような要望に応えるセンサは未だ開発されていない。

【０００４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、物品の輸送時に衝撃に伴う加速度を簡単且
つ正確に検出することができ、しかも構造が簡単で低コ
ストで製造することができる加速度センサを提供するこ
とを目的としている。また、物品の輸送過程で受ける物
理的環境の変化を把握し、物品の不良発生原因を特定す
ることができ、輸送の信頼性を向上することができる輸
送時の物理的変化検出装置を提供することを目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の加速度センサは、衝撃に伴う、予め設定されたしきい
値以上の加速度を検出する加速度センサであって、配線
基板上に配設された導電性固定具と、この導電性固定具
から上記配線基板に沿って張り出す導電性板バネの先端
に固定された導電性の振動センサと、この振動センサの
上下との間に隙間を介して上記配線基板上に配設された
導電性接触具とを備え、上記導電性板バネと上記導電性
接触具の接触によりしきい値以上の加速度を検出するこ
とを特徴とするものである。

【０００６】本発明の請求項２に記載の加速度センサ
は、衝撃に伴う、予め設定されたしきい値以上の加速度
を検出する加速度センサであって、配線基板上に配設さ
れた導電性固定具と、この導電性固定具から上記配線基
板に沿って張り出す導電性線材の先端に固定された円柱
状で導電性の振動センサと、この振動センサの周面を隙
間を介して囲む接点用の孔を有し且つこの接点用の孔で
上記振動センサを囲むように上記配線基板上に配設され
た導電性接触具とを備え、上記振動センサと上記導電性
接触具の接触によりしきい値以上の加速度を検出するこ
とを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明の請求項３に記載の加速度セ
ンサは、請求項２に記載の発明において、上記配線基板
により直角座標系のＸＹ面を形成すると共に、上記振動
センサを直角座標系の原点に配置し且つ上記導電性線材
をＸ軸とＹ軸の挟む角度を二等分する位置に配置したこ
とを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の請求項４に記載の加速度セ
ンサは、請求項２または請求項３に記載の発明におい
て、上記孔はＸ、Ｙ、Ｚで等しい加速度値を検出する形
状に形成されてなることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の請求項５に記載の加速度セ
ンサは、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の発
明において、上記導電性固定具は、上記導電性線材を挟
持する一対の同一形状の固定片からなることを特徴とす
るものである。

【００１０】また、本発明の請求項６に記載の加速度セ
ンサは、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発
明において、上記導電性線材及び振動センサからなる振
動系の固有振動数は、輸送物品が規定の衝撃を受けた時
に発生する衝撃作用時間を半周期とする振動数よりも低
い値に設定されていることを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の請求項７に記載の輸送時の
物理的環境変化検出装置は、物品の輸送中の物理的環境
の変化が所定のしきい値を超えた時に発生する信号を異
常信号として送信するセンサと、このセンサの使用時間
を計測し且つ上記センサからの異常信号に基づいた信号
を送信するタイマーと、このタイマーからの信号に基づ
いて物理的環境変化の異常を報知する報知手段とを備え
たことを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明の請求項８に記載の輸送時の
物理的環境変化検出装置は、物品の輸送中の物理的環境
の変化が所定のしきい値を超えた時に発生する信号を異
常信号として送信するセンサと、このセンサの使用時間
を計測し且つ上記センサからの異常信号に基づいた信号
を送信するタイマーと、このタイマーからの信号に基づ
いて上記異常信号の検出時刻を記憶する記憶手段と、こ
の記憶手段の記憶内容を表示する表示手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明の請求項９に記載の輸送時の
物理的環境変化検出装置は、請求項８に記載の発明にお
いて、上記記憶手段の記憶内容を取り出し、上記表示手
段に表示させる取出手段を設けたことを特徴とするもの
である。

【００１４】また、本発明の請求項１０に記載の輸送時
の物理的環境変化検出装置は、請求項７〜請求項９のい
ずれか１項に記載の発明において、請求項１〜請求項６
に記載の加速度センサを上記センサとして設けたことを
特徴とするものである。

【００１５】また、本発明の請求項１１に記載の輸送時
の物理的環境変化検出装置は、請求項７〜請求項９のい
ずれか１項に記載の発明において、温度センサを上記セ
ンサとして設けたことを特徴とするものである。

【００１６】また、本発明の請求項１２に記載の輸送時
の物理的環境変化検出装置は、請求項７〜請求項９のい
ずれか１項に記載の発明において、湿度センサを上記セ
ンサとして設けたことを特徴とするものである。

【００１７】また、本発明の請求項１３に記載の輸送時
の物理的環境変化検出装置は、請求項７〜請求項９のい
ずれか１項に記載の発明において、静電圧センサを上記
センサとして設けたことを特徴とするものである。

【００１８】また、本発明の請求項１４に記載の輸送時
の物理的環境変化検出装置は、請求項７〜請求項１３の
いずれか１項に記載の発明において、リセット手段を設
けたことを特徴とするものである。

【００１９】また、本発明の請求項１５に記載の輸送時
の物理的環境変化検出装置は、請求項７〜請求項１４の
いずれか１項に記載の発明において、取付手段を上記物
品に着脱可能にしたことを特徴とするものである。

【００２０】また、本発明の請求項１６に記載の輸送時
の物理的環境変化検出装置は、請求項１５に記載の発明
において、粘着テープを上記取付手段として設けたこと
を特徴とするものである。

【００２１】また、本発明の請求項１７に記載の輸送時
の物理的環境変化検出装置は、請求項１５に記載の発明
において、ネジ止め部材を上記取付手段として設けたこ
とを特徴とするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１５に示す実施形
態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明の加
速度センサの一実施形態を示す斜視図、図２は図１に示
す加速度センサを示す図で、（ａ）はその平面図、
（ｂ）はその側面図、図３は図１に示す加速度センサの
固定具を示す図で、（ａ）はその側面図、（ｂ）は
（ａ）の一部を破断して示す正面図、図４は図１に示す
振動センサと接点孔との関係を示す正面図、図５は他の
実施形態の振動センサと接点孔との関係を示す正面図、
図６は図１に示す加速度センサの配置図、図７は図１に
示す加速度センサの衝撃による波形を示す図、図８は図
１に示す加速度センサを組み込んだ本発明の物理的環境
変化検出装置の一実施形態を示す平面図、図９は図８に
示す環境変化検出装置とは別のケースを示す外観図、図
１０は図８に示す物理的環境変化検出装置の構成を示す
ブロック図、図１１は図８に示す物理的環境変化検出装
置を梱包製品に取り付けた状態の一例を示す斜視図、図
１２〜図１５はぞれぞれ本発明の物理的環境変化検出装
置の他の実施形態のセンサを示す説明図である。

【００２３】本実施形態の加速度センサ１０は、例えば
図１に示すように、プリント配線基板１１上に配設され
た導電性金属からなる固定具１２と、この固定具１２か
らプリント配線基板１１に沿って水平に張り出す断面円
形の導電性線材（例えば、ピアノ線）１３と、このピア
ノ線１３の張り出し端に固定された導電性金属からなる
円柱形の振動センサ１４と、この振動センサ１４の周面
を隙間を介して囲む接点用の孔（以下、「接点孔」と称
す。）１５Ａを有しし且つこの接点孔１５Ａで振動セン
サ１４を囲むようにプリント配線基板１１上に配設され
た導電性接触具１５とを備え、例えば後述の本発明の物
理的環境変化検出装置（以下、単に「環境変化検出装
置」と称す。）内に物理的環境の変化を検出するセンサ
として組み込んで使用されるものである。そして、例え
ば環境変化検出装置は使用開始時に電源を投入すると、
タイマーでタイムカウントを開始し、その後加速度セン
サ１０で所定の大きさの加速度を検出した時に振動セン
サ１４が接点孔１５Ａと接触して固定具１２と導電性接
触具１５間を導通し、しきい値を超える加速度を検出す
るようにしてある。

【００２４】従って、環境変化検出装置を精密機器等の
梱包製品に取り付けて使用すれば、何等かの原因で梱包
製品に衝撃が作用し、その衝撃に伴う加速度が予め設定
されたしきい値を超えた時には後述のようにしきい値を
検出した時刻を表示する。この動作により衝撃のあった
時刻を特定することができる。

【００２５】而して、上記固定具１２は正面形状が略逆
Ｔ字状に形成され、導電性接触具１５は側面形状が略Ｌ
字状に形成されている。次に、これら両者１２、１５に
ついて以下に詳述する。

【００２６】上記固定具１２は、図２の（ａ）、（ｂ）
に示すように、矩形状の基台部１２Ａと、基台部１２Ａ
の幅方向の中心で全長に渡って垂直に立ち上がる矩形状
の固定部１２Ｂと、基台部１２Ａの幅方向両側端からそ
れぞれ垂直下方に延びる４箇所の脚部１２Ｃとからなっ
ている。また、プリント配線基板１１には各脚部１２Ｃ
に対応するスルーホール１１Ａが形成されている。そし
て、固定具１２は脚部１２Ｃ及びスルーホール１１Ａを
介してプリント配線基板１１に対して実装するようにな
っている。更に、固定具１２は、図２の（ａ）に示すよ
うに、一対の固定片１６、１６からなる半割構造になっ
ている。固定片１６の上部は図３の（ａ）に示すように
前後に分かれ、同図の（ｂ）に示すように各部分の内側
にピアノ線１３を挟む溝１６Ａが形成されている。固定
片１６の高さ方向の略中間位置で前後方向２箇所にエン
ボス加工部１６Ｂが形成されている。従って、一対の固
定片１６、１６でピアノ線１３を挟み、固定部１２Ｂを
押し付けてエンボス加工部１６Ｂを嵌合させることによ
り、固定部１２Ｂでピアノ線１３を確実に挟持すること
ができる。尚、ピアノ線１３は振動センサ１４の重みで
殆ど撓まない長さに設定されている。

【００２７】上記導電性接触具１５は、図２の（ａ）、
（ｂ）に示すように、矩形状の基台部１５Ｂと、基台部
１５Ｂの長手方向前方端（固定具１２側を後方とする）
から幅方向全長に渡って垂直に立ち上がる矩形状の接点
部１５Ｃと、基台部１５Ｂの幅方向両側端からそれぞれ
垂直下方に延びる４箇所の脚部１５Ｄとからなり、各脚
部１５Ｄ及びスルーホール１１Ａを介してプリント配線
基板１１に実装するようになっている。そして、接点孔
１５Ａは矩形状の接点部１５Ｂに例えば円形状に形成さ
れ、この接点孔１５Ａと振動センサ１５の外周との間に
全周に渡って均一な隙間が形成されている（図４参
照）。この隙間の間隔は加速度センサ１０に作用する加
速度の大きさによって異なった大きさに設定する。検出
すべき加速度が大きければ隙間の寸法は大きく設定さ
れ、検出すべき加速度が小さければ隙間の寸法が小さく
設定される。従って、加速度センサ１０は検出すべき加
速度の大きさに応じて複数準備され、複数の製品それぞ
れの耐震性に合わせて異なったものが使用されることに
なる。

【００２８】例えば、加速度センサ１０で検出すべき加
速度をαとしきい値として設定し、ピアノ線１３の長さ
をＬ、ピアノ線１３の縦弾性係数をＥ、ピアノ線１３の
断面二次モーメントをｌ、振動センサ１４の質量をｍと
設定すると、これらの値と振動センサ１４の周面と導電
性接触具１５の接点孔１５Ａ間の距離（隙間の寸法）Ｄ
との間には下記の式で表される関係にある。但し、Ｆ＝
ｍ＊αである。Ｄ＝Ｆ＊Ｌ＊Ｌ＊Ｌ／３＊Ｅ＊ｌ＝ｍ＊
α＊Ｌ＊Ｌ＊Ｌ／３＊Ｅ＊ｌ

【００２９】加速度センサ１０を作製する場合には、そ
のセンサで検出すべき加速度αを予めしきい値として設
定すれば、加速度センサ１０の各構成部材の物性は使用
材料によって既知の値であるため、各構成部材の寸法を
適宜設定することで加速度センサ１０を作製することが
できる。例えば、同一の構成部材を用いる場合には、隙
間距離Ｄの大きさを適宜変えるだけで複数の加速度（し
きい値）に対応した加速度センサ１０を複数作製するこ
とができる。また、ピアノ線１３の長さを変えて複数の
加速度センサ１０を作る場合には、それぞれの長さに応
じた位置に固定具１２及び導電性接触具１５を配置しな
くてはならないため、プリント配線基板１１には固定具
１２あるいは導電性接触具１５を異なった位置に配置で
きるように図２の（ａ）に示すように予備のスルーホー
ル１１Ａが複数箇所に準備されている。

【００３０】また、図６に示すように、上記プリント配
線基板１１は例えばＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直角座
標系のＸＹ面として形成されている。振動センサ１４は
その中心がＸ−Ｙ座標の原点に配置され、ピアノ線１３
はＸ軸とＹ軸の挟む角度を二等分する位置に配置されて
いる。従って、このように配置することで、Ｘ方向また
はＹ方向に加速度αが作用すると、振動センサ１４には
接触部１５Ｃの面の水平方向（接点孔方向）へαｃｏｓ
４５°の加速度が作用して接点孔１５Ａ内で左右に振動
し、振動センサ１４が接点孔１５Ａに接触すれば、この
加速度センサ１０で検出すべきしきい値は加速度αとし
て設定されていることになる。つまり、加速度センサ１
０はＸ、Ｙ方向の実際の加速度の約７０％の加速度を検
出する大きさの接点孔１５Ａを有することになる。

【００３１】一方、Ｚ方向の加速度に関してはＸ、Ｙ方
向の場合とは異なる。ピアノ線１３はＺ軸に対して垂直
に配置されているため、接点孔１５ＡではＺ方向の加速
度をその大きさで検出する。つまり、振動センサ１４は
Ｘ、Ｙ方向よりもＺ方向の加速度をしきい値として鋭敏
に検出する。本実施形態のように接点孔１５Ａが振動セ
ンサ１４の同心円であれば、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の加速度の
感度の比（Ｘ／Ｙ／Ｚ）は、αｃｏｓ４５°／αｃｏｓ
４５°／αで、略０．７／０．７／１となる。従って、
Ｘ、Ｙ及びＺ方向で全て等しい加速度をしきい値として
検出するためには、図５に示すようにＺ方向の隙間距離
Ｄ’をＸ、Ｙ方向の隙間距離Ｄよりも大きく設定し、接
点孔１５ＡをＺ軸方向に長い楕円形にする必要がある。
このように接点孔１５Ａを楕円形にすることで加速度セ
ンサ１０により三次元方向で等しい加速度をしきい値と
して正確且つ確実に検出することができる。

【００３２】また、上記ピアノ線１３及び振動センサ１
４からなる振動系の固有振動数は、輸送される物品が規
定の衝撃を受けた時に発生する衝撃作用時間を半周期と
する振動数よりも低い値に設定されている。例えば、物
品が衝撃を受けた時の衝撃作用時間がｔ秒であるとする
と、その周波数ｆは１／（２×ｔ）［Ｈｚ］となる。従
って、本実施形態の振動系の固有振動数は２ｔより低い
値に設定され、衝撃による共振を防止し、加速度センサ
１０による検出値の再現性を向上させている。尚、本実
施形態のピアノ線１３及び振動センサ１４からなる振動
系は例えば図７に示す波形を示す。

【００３３】図８、図１０はぞれぞれ本実施形態の加速
度センサ１０を組み込んだ本発明の輸送時の環境変化検
出装置の一実施形態を示す図である。本実施形態の環境
変化検出装置２０は、各図に示すように、輸送中物品
（例えば、精密機器等の梱包製品）の物理的環境（本実
施形態の場合には加速度）の変化が所定のしきい値を超
えた時に発生する信号を異常信号として送信する加速度
センサ１０（図１０では単に「センサ」として図示して
ある。）と、この加速度セ ンサ１０の使用時間を計測
し且つ加速度センサ１０からの異常信号をマイクロコン
ピュータ２１を介して受信しその時刻を送信するタイマ
ー２２と、このタイマー２２から送信された時刻を記憶
する記憶装置２３と、これらの構成部品を操作する操作
部２４と、この操作部２４を介して作動するマイクロコ
ンピュータ２１を介して記憶装置２３で記憶された時刻
等をデジタル表示する液晶表示装置等からなる表示器２
５と、これらを駆動する電源２６と、これらの部材を収
納する、全体として正三角形を呈する薄型のケース２７
とを備え、例えば図１１に示す梱包製品３０に取り付け
て使用するようになっている。また、タイマー２２には
種々の時間設定をすることができる。例えば梱包製品３
０を国内で輸送する場合には国内の標準時を設定し、国
外へ輸送する場合には世界標準時を設定することができ
る。また、輸送時間を知りたい場合には零時間を設定
し、輸送開始時の時間を零にすることで所要時間を知る
ことができる。

【００３４】上記操作部２４は、電源２６を投入、遮断
する電源スイッチ２４Ａと、マイクロコンピュータ２１
を介して記憶装置２３の記憶内容を呼び出す呼び出しボ
タン２４Ｂと、マイクロコンピュータ２１及びタイマー
２３をリセットするリセットスイッチ２４Ｃとを有して
いる。加速度センサ１０、マイクロコンピュータ２１、
タイマー２２及び記憶装置２３はいずれもプリント配線
基板１１に実装されている。また、ケース２７の裏面に
は例えば両面粘着テープが取り付けられ、両面粘着テー
プを介して環境変化検出装置２０を梱包製品に例えば粘
着テープ等を介して貼着して使用するようになってい
る。

【００３５】而して、上記環境変化検出装置２０は操作
部２４の電源スイッチ２４Ａを投入するとマイクロコン
ピュータ２１及びタイマー２２がそれぞれ作動し、その
瞬間から時間を計測し始め、加速度センサ１０が所定の
しきい値以上の加速度を検出した時にはその時刻を記憶
装置２３で記憶するようになっている。また、環境変化
検出装置２０は輸送途中にしきい値を超える加速度を複
数回検出すれば、それぞれの検出時刻を記憶装置２３で
記憶するようになっている。輸送終了後には呼び出しボ
タン２４Ｂを操作すれば加速度センサ１０でしきい値を
検出した時の時刻を記憶装置２３から呼び出して液晶表
示画面２２に検出時刻を逐次デジタル表示する。尚、図
８に示す環境変化検出装置２０では底辺が基準線にな
り、この基準線が加速度センサ１０のＸ軸と平行になっ
ている。

【００３６】また、上記環境変化検出装置２０のケース
２７に代えて図９に示す三角形状のケース２７’を用い
ることができる。このケース２７’の各頂角部にはそれ
ぞれネジ止め用の孔２７’Ａが形成され、各孔孔２７’
Ａを介して環境変化検出装置２０’を梱包製品３０に対
してネジ止め固定することができる。このケース２７’
の裏面には両面粘着テープ２８’を取り付け、両面粘着
テープ２８’をネジ止めと並行して用いることができ
る。その他は図８の環境変化検出装置２０と同様に構成
されている。

【００３７】上記環境変化検出装置２０を梱包製品に取
り付けた状態を示したものが図１１である。例えば、精
密機器を輸送する場合には、図１１に示すように梱包材
３１で精密機器３０を梱包する。そして、適当な位置に
環境変化検出装置２０を同図に示すように取り付ける。
この際環境変化検出装置２０の基準線を水平に配置す
る。

【００３８】例えば、梱包製品３０を輸送時には、環境
変化検出装置２０の電源スイッチ２４Ａを投入すると、
その瞬間からマイクロコンピュータ２１及びタイマー２
２が作動する。そして、輸送時に例えば図１１のＡ方向
の衝撃が梱包製品３０に作用した場合には、環境変化検
出装置２０の加速度センサにはＸ方向の加速度が作用す
ることになり、この時の加速度が予め設定されたしきい
値よりも小さければ環境変化検出装置２０は何等変化す
ることなくタイマー２２で時間の計測を継続する。しか
し、万一、しきい値（精密機器の耐衝撃性の許容値を超
え、製品を保証限度を超える値）を超える衝撃が梱包製
品３０に作用すれば、加速度センサ１０の振動センサが
導電性接触具の接点孔と接触し、この検出時刻をマイク
ロコンピュータ２１及びタイマー２２を介して記憶装置
２３で記憶する。加速度センサ１０でしきい値を超える
加速度を複数回に渡って検出すれば、それぞれの検出時
刻を記憶装置２３で順次記憶する。

【００３９】輸送終了後、梱包製品３０に付設された環
境変化検出装置２０の呼び出しボタン２４Ｂを操作すれ
ば、マイクロコンピュータ２１を介して記憶装置２３の
記憶内容を表示器２５に逐次表示し、梱包製品３０がし
きい値を超える異常な衝撃を受けた時刻を国内標準時、
世界標準時で、あるいは輸送開始からの所要時間で知る
ことができる。従って、輸送過程の如何なる時点でしき
い値を超える衝撃を受けたかが判り、梱包製品３０の損
傷原因の究明に役立つ。また、逆に、輸送先で梱包製品
３０の受け取った時に呼び出しボタン２４Ｂを操作して
も表示器２５に時間が表示されなければ、輸送過程で梱
包製品３０に悪影響を及ぼすような衝撃を受けなかった
ことになる。また、輸送後には操作部２４のリセットス
イッチ２４Ｃを操作することで環境変化検出装置２０を
繰り返し使用することができる。

【００４０】以上説明したように本実施形態によれば、
プリント配線基板１１上に配設された固定具１２と、こ
の固定具１２からプリント配線基板１１に沿って張り出
すピアノ線１３の先端に固定された振動センサ１４と、
この振動センサ１４の周面を隙間を介して囲む接点孔１
５Ａを有し且つこの接点孔１５Ａで振動センサ１４を囲
むようにプリント配線基板１１上に配設された導電性接
触具１５とを備え、振動センサ１４と導電性接触具１５
の接触により予め設定された加速度あるいはそれ以上の
加速度を検出するようにしたため、例えば衝撃に基づい
た加速度を三次元方向で簡単且つ確実に検出でき、しか
も構造が簡単で低コストで製造できる加速度センサ１０
を得ることができる。

【００４１】また、本実施形態によれば、プリント配線
基板１１により直角座標系のＸＹ面を形成すると共に、
振動センサ１４を直角座標系の原点に配置し、しかもピ
アノ線１３をＸ軸とＹ軸の挟む角度を二等分する位置に
配置したため、Ｘ、Ｙ方向の加速度を同一の感度で検出
できる加速度センサ１０を得ることができる。また、導
電性接触具１５の接点孔１５ＡはＸ、Ｙ、Ｚで等しい加
速度値を検出する楕円形に形成されているため、Ｘ、
Ｙ、Ｚ方向の加速度を同一感度で検出できる加速度セン
サ１０を得ることができ、固定具１２がピアノ線１３を
挟持する一対の同一形状の固定片１６、１６からなるた
め、各固定片１６を金型で量産することができ、加速度
センサ１０の更なる低コスト化を達成することができ
る。更に、ピアノ線１３及び振動センサ１４からなる振
動系の固有振動数は輸送物品が規定の衝撃を受けた時に
発生する衝撃作用時間を半周期とする振動数よりも低い
値に設定されているため、梱包製品３０に衝撃が加わっ
ても振動系が共振せず、常に再現性の良い検出を行うこ
とができる。

【００４２】また、上記加速度センサ１０を用いた物理
的変化検出装置２０によれば、梱包製品３０の輸送中の
加速度の変化が所定のしきい値を超えた時に発生する信
号を異常信号として送信する加速度センサ１０と、この
加速度センサ１０の使用時間を計測し且つ加速度センサ
１０からの異常信号に基づいた信号を送信するタイマー
２２と、このタイマー２２からの信号に基づいて異常信
号の検出時刻をマイクロコンピュータ２１を介して記憶
する記憶装置２３と、この記憶装置２３の記憶内容を呼
び出しボタン２４Ｂを介して呼び出して表示する表示器
２５とを備えているため、加速度センサ１０を介して精
密機器等の梱包製品３０の輸送過程で受ける衝撃に基づ
いた加速度の変化を把握し、加速度センサ１０でしきい
値を超える加速度を検出した時にはその時刻を呼び出し
ボタン２４Ｂを介して記憶装置２３から呼び出し表示器
２５に表示させることで、梱包製品３０の不良発生原因
が衝撃によるものであるを知ることができると共に衝撃
の加わった回数及びそれぞれの時刻を特定することがで
きる。呼び出しボタン２４Ｂを操作しても表示器２５に
時刻が表示されなかった時には梱包製品３０には何等異
常のなかったことを知ることができ、輸送の信頼性を向
上することができる。

【００４３】また、本実施形態によれば、環境変化検出
装置２０はリセットスイッチ２４Ｃを有し、しかも粘着
テープを介して着脱自在になっているため、リセットス
イッチ２４Ｃによってマイクロコンピュータ２１及びタ
イマー２２をリセットすることにより環境変化検出装置
２０を繰り返し着脱して使用することができる。

【００４４】また、図１２は本発明の加速度センサの他
の実施形態を示す図である。図１２に示す加速度センサ
１０’は、プリント配線基板１１’上に配設された導電
性金属からなる固定具１２’と、この固定具１２’から
プリント配線基板１１’に沿って水平に張り出す導電性
板バネ１３’と、この導電性板バネ１３’の張り出し端
に固定された導電性金属からなる矩形状の振動センサ１
４’と、この振動センサ１４’の上下両面との間で隙間
を介して挟むようにプリント配線基板１１’上に配置さ
れ且つ側面形状がコ字状に形成された導電性接触具１
５’と、この導電性接触具１５’を支持する支持体１
５’Ａとを備え、振動センサ１４’が上下に振幅し、衝
撃に伴う、しきい値を越えた加速度を検出するようにな
っている。この加速度センサ１０’は上記加速度センサ
１０と同様に環境変化検出装置のセンサとして用いら
れ、上記実施形態に準じた作用効果を期することができ
る。

【００４５】上記実施形態では物理的環境として加速度
を検出することにより輸送中の異常を把握する加速度セ
ンサ１０、１０’及びこの加速度センサ１０、１０’を
有する物理的変化検出装置２０について説明したが、物
理的環境としては加速度の他に、温度、湿度、静電圧及
び湿度等を挙げることができる。

【００４６】例えば、図１３は環境変化検出装置のセン
サとして用いられる温度センサ４０を示す図である。こ
の温度センサ４０は、同図に示すように、プリント配線
基板４１上に配設された導電性金属からなる固定具４２
と、この固定具４２からプリント配線基板４１に沿って
水平に張り出し且つ温度上昇により張り出し端が上方へ
反り上がるバイメタル４３と、このバイメタル４３が所
定量反り上がった時に接触するようにプリント配線基板
４１上に配置され且つ側面形状が略逆Ｚ字状に形成され
た導電性接触具４４とを備え、輸送中の環境温度が許容
限界であるしきい値に達した時に、そのしきい値を検出
するようになっている。この温度センサ４０は上記各実
施形態の加速度センサに代えて環境変化検出装置に組み
込むことで輸送物品の温度を管理をすることができる。

【００４７】このような環境変化検出装置を用いること
により輸送過程で許容温度であるしきい値を超えた時に
は、環境変化検出装置を介してその時刻を特定すること
ができる。従って、温度管理が必要は物品を搬送する場
合に本実施形態の温度センサ４０及び温度センサ４０を
有する環境変化検出装置を好適に使用することができ
る。

【００４８】図１４は環境変化検出装置のセンサとして
用いられる静電圧センサ５０を示す図である。この静電
圧センサ５０は、同図に示すように、絶縁基板５１と、
この絶縁基板５１を上下両面から挟む金属板５２、５３
と、両金属板５２、５３間の静電圧の検出回路５４とを
備え、輸送中の静電環境が許容限界であるしきい値に達
した時に、そのしきい値を検出して輸送物品の静電圧を
管理をするようになっている。静電センサ５０を環境変
化検出装置のセンサとして用いることで、精密機器等の
部品が静電破壊しているか否かの判断をすることがで
き、また、そのしきい値を超えた時刻を特定することが
でき、静電破壊の原因究明をすることができる。

【００４９】図１５は環境変化検出装置のセンサとして
用いられる湿度センサ６０を示す図である。この湿度セ
ンサ６０は、同図に示すように、プリント配線基板６１
上に配設された導電性金属からなる固定具６２と、この
固定具６２からプリント配線基板６１に沿って水平に張
り出し且つ湿度上昇により張り出し端が上方へ反り上が
るバイメタル６３と、このバイメタル６３が所定量反り
上がった時に接触するようにプリント配線基板６１上に
配置され且つ側面形状が略逆Ｚ字状に形成された導電性
接触具６４とを備え、輸送中の環境湿度が許容限界であ
るしきい値に達した時に、そのしきい値を検出するよう
になっている。この湿度センサ６０を環境変化検出装置
に組み込むことで輸送物品の湿度を管理をすることがで
きる。湿度による影響を受け易い梱包製品に適用するこ
とができる。

【００５０】上記各実施形態ではマイクロコンピュータ
２１、タイマー２２、記憶装置２３、操作部２４及び表
示器２５を備え、環境変化の異常が発生した時刻を表示
器２５に表示する環境変化検出装置２０について説明し
たが、本発明の環境変化検出装置はセンサ及び警報器、
警報灯等の報知手段を備えたものであれば、環境変化の
異常の有無を知ることができる。また、環境変化検出装
置の記憶手段を省略し、センサの検出信号に基づいてそ
の時刻を表示手段に表示し、その後タイマーが作動しな
いようにしても良い。この場合には少なくとも最初に発
生した異常の時刻を知ることができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明によれ
ば、衝撃に伴う加速度を簡単且つ正確に検出することが
でき、しかも構造が簡単で低コストで製造することがで
きる加速度センサを提供することができる。

【００５２】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、Ｘ、Ｙ方向の加
速度を同一の感度で検出できる加速度センサを提供する
ことができる。

【００５３】また、本発明の請求項３に記載の発明によ
れば、請求項１または請求項２に記載の発明において、
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の加速度を同一の感度で検出できる加速
度センサを提供することができる。

【００５４】また、本発明の請求項４に記載の発明によ
れば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明
において、各固定片を金型で量産することができ、加速
度センサ１０の更なる低コスト化を達成することができ
る加速度センサを提供することができる。

【００５５】また、本発明の請求項５に記載の発明によ
れば、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明
において、検出精度の再現性に優れた加速度センサを提
供することができる。

【００５６】また、本発明の請求項６に記載の発明によ
れば、検出精度の再現性に優れた加速度センサを提供す
ることができる。

【００５７】また、本発明の請求項７〜請求項１７に記
載の発明によれば、物品の輸送過程で受ける物理的環境
の変化を把握し、物品の不良発生原因を特定することが
でき、輸送の信頼性を向上することができる輸送時の物
理的変化検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の加速度センサの一実施形態を示
す斜視図である。

【図２】図１に示す加速度センサを示す図で、（ａ）は
その平面図、（ｂ）はその側面図である。

【図３】図１に示す加速度センサの固定具を示す図で、
（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の一部を破断して
示す正面図である。

【図４】図１に示す振動センサと接点孔との関係を示す
正面図である。

【図５】他の実施形態の振動センサと接点孔との関係を
示す正面図である。

【図６】図１に示す加速度センサの配置図である。

【図７】図１に示す加速度センサの衝撃による波形を示
す図である。

【図８】図１に示す加速度センサを組み込んだ本発明の
物理的環境変化検出装置の一実施形態を平面図である。

【図９】図８に示す環境変化検出装置とは異なったケー
スを示す外観図である。

【図１０】図８に示す物理的環境変化検出装置の構成を
示すブロック図である。

【図１１】図８に示す物理的環境変化検出装置を梱包製
品に取り付けた状態の一例を示す斜視図である、

【図１２】本発明の物理的環境変化検出装置の他の実施
形態のセンサを示す説明図である。

【図１３】本発明の物理的環境変化検出装置の更に他の
実施形態のセンサを示す説明図である。

【図１４】本発明の物理的環境変化検出装置の更に他の
実施形態のセンサを示す説明図である。

【図１５】本発明の物理的環境変化検出装置の更に他の
実施形態のセンサを示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 加速度センサ １１ プリント配線基板（配線基板） １２ 固定具（導電性固定具） １３ ピアノ線（導電性線材） １４ 振動センサ（振動センサ） １５ 導電性接触具 １５Ａ 接点孔 １６ 固定片 ２０、２０’ 環境変化検出装置 ２２ タイマー ２３ 記憶装置（記憶手段） ２５ 表示器（表示手段）

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝撃に伴う、予め設定されたしきい値以
   上の加速度を検出する加速度センサであって、配線基板
   上に配設された導電性固定具と、この導電性固定具から
   上記配線基板に沿って張り出す導電性板バネの先端に固
   定された導電性の振動センサと、この振動センサの上下
   との間に隙間を介して上記配線基板上に配設された導電
   性接触具とを備え、上記導電性板バネと上記導電性接触
   具の接触によりしきい値以上の加速度を検出することを
   特徴とする加速度センサ。
2. 【請求項２】 衝撃に伴う、予め設定されたしきい値以
   上の加速度を検出する加速度センサであって、配線基板
   上に配設された導電性固定具と、この導電性固定具から
   上記配線基板に沿って張り出す導電性線材の先端に固定
   された円柱状で導電性の振動センサと、この振動センサ
   の周面を隙間を介して囲む接点用の孔を有し且つこの接
   点用の孔で上記振動センサを囲むように上記配線基板上
   に配設された導電性接触具とを備え、上記振動センサと
   上記導電性接触具の接触によりしきい値以上の加速度を
   検出することを特徴とする加速度センサ。
3. 【請求項３】 上記配線基板により直角座標系のＸＹ面
   を形成すると共に、上記振動センサを直角座標系の原点
   に配置し且つ上記導電性線材をＸ軸とＹ軸の挟む角度を
   二等分する位置に配置したことを特徴とする請求項２に
   記載の加速度センサ。
4. 【請求項４】 上記孔はＸ、Ｙ、Ｚで等しい加速度値を
   検出する形状に形成されてなることを特徴とする請求項
   ２または請求項３に記載の加速度センサ。
5. 【請求項５】 上記導電性固定具は、上記導電性線材を
   挟持する一対の同一形状の固定片からなることを特徴と
   する請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の加速度
   センサ。
6. 【請求項６】 上記導電性線材及び振動センサからなる
   振動系の固有振動数は、輸送物品が規定の衝撃を受けた
   時に発生する衝撃作用時間を半周期とする振動数よりも
   低い値に設定されていることを特徴とする請求項１〜請
   求項５のいずれか１項に記載の加速度センサ。
7. 【請求項７】 物品の輸送中の物理的環境の変化が所定
   のしきい値を超えた時に発生する信号を異常信号として
   送信するセンサと、このセンサの使用時間を計測し且つ
   上記センサからの異常信号に基づいた信号を送信するタ
   イマーと、このタイマーからの信号に基づいて物理的環
   境変化の異常を報知する報知手段とを備えたことを特徴
   とする輸送時の物理的変化検出装置。
8. 【請求項８】 物品の輸送中の物理的環境の変化が所定
   のしきい値を超えた時に発生する信号を異常信号として
   送信するセンサと、このセンサの使用時間を計測し且つ
   上記センサからの異常信号に基づいた信号を送信するタ
   イマーと、このタイマーからの信号に基づいて上記異常
   信号の検出時刻を記憶する記憶手段と、この記憶手段の
   記憶内容を表示する表示手段とを備えたことを特徴とす
   る輸送時の物理的変化検出装置。
9. 【請求項９】 上記記憶手段の記憶内容を取り出し、上
   記表示手段に表示させる取出手段を設けたことを特徴と
   する請求項８に記載の輸送時の物理的変化検出装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜請求項６に記載の加速度セ
    ンサを上記センサとして設けたことを特徴とする請求項
    ７〜請求項９のいずれか１項に記載の輸送時の物理的変
    化検出装置。
11. 【請求項１１】 温度センサを上記センサとして設けた
    ことを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれか１項に
    記載の輸送時の物理的変化検出装置。
12. 【請求項１２】 湿度センサを上記センサとして設けた
    ことを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれか１項に
    記載の輸送時の物理的変化検出装置。
13. 【請求項１３】 静電圧センサを上記センサとして設け
    たことを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれか１項
    に記載の輸送時の物理的変化検出装置。
14. 【請求項１４】 リセット手段を設けたことを特徴とす
    る請求項７〜請求項１３のいずれか１項に記載の輸送時
    の物理的変化検出装置。
15. 【請求項１５】 取付手段を上記物品に着脱可能にした
    ことを特徴とする請求項７〜請求項１４のいずれか１項
    に記載の輸送時の物理的変化検出装置。
16. 【請求項１６】 粘着テープを上記取付手段として設け
    たことを特徴とする請求項１５に記載の輸送時の物理的
    変化検出装置。
17. 【請求項１７】 ネジ止め部材を上記取付手段として設
    けたことを特徴とする請求項１５に記載の輸送時の物理
    的変化検出装置。