JP2005337736A - 運搬時衝撃記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電力を抑えることで長時間の輸送にも対応できる運搬時衝撃記録装置を提供するにある。
【解決手段】 運搬時衝撃記録装置１３の信号記録装置１は、荷物の落下開始或いは衝撃による振動による加速度スイッチ８のオフ（動作状態）に伴ってウェイクアップ状態となり、カレンダ装置１０への電源供給を行い、カレンダ装置１０から落下日時を読込み、そして、加速度スイッチ８がオン（不動作状態）となってからＴｂ時間後に、カレンダ装置１０への電源遮断を行い、スリープ状態になる。信号記録装置１はそのウェイクアップ状態中の加速度スイッチ８が連続してオフ（動作状態）している間を落下時間Ｔａとしてカウントし、そのウェイクアップ状態中の加速度計９からの信号を入力しその最大値Ｖｍａｘを更新して、これらの発生年月日時分秒、落下時間Ｔａおよび加速度最大値ＶｍａｘをＥＰＲＯＭ５に記録保存を行う。このような構成によれば、電力の消費を抑制することで長期間の輸送にも対応できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、荷物の運搬時の落下衝撃を記録する運搬時衝撃記録装置に関する。

近年、荷物の輸送を行なう場合においては、荷物に落下衝撃を検出し記録する衝撃記録装置を取付けて、記録した情報を用いて無事故の証明（記録なし）としたり、荷扱いの指導（記録あり）に役立てるようにしている。
従来の運搬時の衝撃記録装置は、加速度の変化に応じた電圧を出力するアナログ式の加速度計と、この加速度計からの信号に基づいて落下衝撃等を記録する演算処理部とを含んで構成される。（例えば特許文献１参照）。
特公平５−６４７４６号公報

しかしながら従来のものによれば、演算処理部は、常時、加速度計からの信号に基づいて落下の衝撃等の判定を行なうために稼動状態にあり、消費電力が大きくなってしまう。この場合、電力を供給するバッテリの容量は限られているため、長時間を要する例えば海外からの輸送に関しては、輸送中の衝撃を記録するために衝撃記録装置を稼動し続けることは困難であった。特に、低温下での輸送として例えば冷凍食品等を輸送する場合、低温下でのバッテリの放電時間は大幅に減少することもあり、数日間の国内の輸送でさえも、衝撃記録装置を稼動し続けることは困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、消費電力を抑えることで長時間の輸送にも対応できる運搬時衝撃記録装置を提供するものである。

請求項１記載の発明は、落下による見かけ上の重力加速度の減少や、衝突或いは振動によって発生する加速度変動により動作する加速度スイッチと、信号記録装置と、この信号記録装置を駆動するバッテリとを備え、前記信号記録装置は、前記加速度スイッチが動作状態になったときにウェイクアップ状態となり、その加速度スイッチの動作を記録した後スリープ状態となることを特徴とする。このような構成によれば、信号記録装置は、加速度スイッチが動作状態となったときにウェイクアップ状態となり、その加速度スイッチの動作を記録した後スリープ状態となる。従って、通常の運搬中には、ほとんどの時間スリープ状態を保つため、消費電力を抑えることができ、長時間の輸送にも対応することができる。

請求項２記載の発明は、落下による見かけ上の重力加速度の減少や、衝突或いは振動によって発生する加速度変動により動作する加速度スイッチと、加速度変動をアナログ信号として出力する加速度計と、信号記録装置と、この信号記録装置を駆動するバッテリとを備え、前記信号記録装置は、前記加速度スイッチが動作状態になったときにウェイクアップ状態となり、その一定時間後にスリープ状態になり、さらに、前記ウェイクアップ状態中に前記加速度計の信号を入力してその最大値を記録することを特徴とする。

このような構成によれば、信号記録装置は、加速度スイッチが動作状態となったときにウェイクアップ状態となり、その一定時間後にスリープ状態となり、さらに、ウェイクアップ状態中に加速度計の信号を入力してその最大値を記録することができる。従って、請求項１記載の発明と同様の効果を得ると共に、落下衝撃の大きさも判定することもできる。

請求項３記載の発明は、落下による見かけ上の重力加速度の減少や、衝突或いは振動によって発生する加速度変動により動作する加速度スイッチと、加速度変動をアナログ信号として出力する加速度計と、信号記録装置と、この信号記録装置を駆動するバッテリとを備え、前記信号記録装置は、前記加速度スイッチが動作状態になったときにウェイクアップ状態となり、その後前記加速度スイッチが不動作状態となったときから一定時間後にスリープ状態になり、さらに、前記ウェイクアップ状態中に前記加速度計の信号を入力してその最大値を記録することを特徴とする。

このような構成によれば、信号記録装置は、加速度スイッチが動作状態となったときにウェイクアップ状態となり、その後前記加速度スイッチが不動作状態となったときから一定時間後にスリープ状態になり、その間に加速度計からの信号の最大値を記録する。従って、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、加速度スイッチの不動作状態を確認してからスリープ状態に移行するため、落下による衝撃が発生するときにウェイクアップ状態を維持しておくことができる。

請求項４記載の発明は、落下による見かけ上の重力加速度の減少や、衝突或いは振動によって発生する加速度変動により動作する加速度スイッチと、信号記録装置と、この信号記録装置を駆動するバッテリとを備え、前記信号記録装置は、前記加速度スイッチが動作状態になったときにウェイクアップ状態となり、その後前記加速度スイッチが不動作状態となったときから一定時間後にスリープ状態となり、さらに、前記ウェイクアップ状態中に前記加速度スイッチが連続して動作している時間を落下時間としてカウントして記録することを特徴とする。このような構成によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができると共に、落下時間を確実に記録することができる。

請求項５記載の発明は、前記信号記録装置は、ウェイクアップ状態中に前記加速度スイッチが連続して動作している時間を落下時間としてカウントして記録することを特徴とする。このような構成によれば、請求項４の発明と同様の効果を奏する。

請求項６記載の発明は、専用のバッテリで長時間駆動可能なカレンダ部を有するカレンダ装置を備え、前記信号記録装置は、ウェイクアップ状態になったときに前記カレンダ装置への電源供給を行ってそのカレンダ部から内容を読み込むと共にこの内容を記録し、この記録が完了した後にカレンダ装置への電源供給を遮断することを特徴とする。このような構成によれば、電源供給が遮断されているときは、カレンダ部は専用のバッテリで駆動される。そして、信号記録装置は、カレンダ装置に電源供給を行うことで、カレンダ部の内容を読み出すことができる。

本発明によれば、荷物に加速度の変化が生じた場合に、信号記録装置はウェイクアップ状態に移行して衝撃に関する記録を行い、スリープ状態となる構成としたため、消費電力を抑えることで長時間の輸送にも対応できる。

（実施例）
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１には、電気的構成が機能ブロックの組み合わせにより示されている。この図１において、信号記録装置１は、マイクロコンピュータを主体として構成されたもので、ＣＰＵ２、制御プログラムを記憶したＲＯＭ３、ワーキングエリア用及び一時的なデータの記録を行なうＲＡＭ４、データの記録保存を行なう不揮発性メモリたるＥＰＲＯＭ５、タイマ６およびカウンタ７等を備えている。加速度スイッチ８は、その出力信号を信号記録装置１に入力するようになっている。この加速度スイッチ８は、容器の内周面に接触可能となるように中心軸から等距離の円周上に均等な間隔で可動電極が設けられ、その内周に慣性体が配置された構成で、常には、慣性体の重さにより、可動電極が弾性変形することで容器に接触してオンされた状態を維持し、落下等により、慣性体に作用する見かけ上の重力加速度が減少することで、可動電極が復帰して容器から離れてオフされるものである（詳細は、特開２００１−１９４３８２号公報記載の落下センサ参照）。要するに、加速度スイッチ８は、通常の状態には、オン（本発明の不動作状態に相当）され、落下等による見かけ上の重力加速度の減少や、衝突或いは振動発生時の加速度変動に伴って、オフ（本発明の動作状態に相当）されて加速度の変化を検出するものである。

加速度計９は、その出力信号を信号記録装置１に入力するようになっている。この加速度計９は、例えば直交三軸の圧電素子型のものであり、この圧電素子が加速度の変化により歪むことで電圧が発生し、加速度の変化を電圧の変化として出力するものである。尚、圧電素子の歪みにより電圧を発生するため、加速度計９の消費電力は略０とすることができる（もしくは、オペアンプ１個使用するだけでよく消費電力は極めて少なくてすむ）。

カレンダ装置１０は、年月日時分秒のカウントを行なうクロック部を含むカレンダＩＣ１０ａと、このカレンダＩＣ１０ａのクロック部を動作するために例えば低温下でも使用可能な電池としてリチウムイオン電池で構成された専用内蔵電池１０ｂと、カレンダＩＣ１０ａの内容たる年月日時分秒の出入力を行なう出入力回路１０ｃとで構成されている。そして、カレンダＩＣ１０ａの出入力信号は、出入力回路１０ｃを介して信号記録装置１に授受されるようになっている。

外部コンピュータ１１は、図示しないドライバＩＣを通じて、信号記録装置１のＥＰＲＯＭ５に記録された内容の送受信を行なう。
バッテリ１２は、例えば低温下でも使用可能な電池としてリチウムイオン電池で構成されている。そして、信号記録装置１は、バッテリ１２から電源が供給され、カレンダ装置１０に電源を供給する。以上のようにして運搬時衝撃記録装置１３は構成される。

以下本実施例の作用について、図２ないし図４を参照して説明する。
図２は、荷物に運搬時衝撃記録装置１３を入れて運搬輸送を行なう際、荷扱い中に荷物が落下して、地面等に衝突した場合のタイミングチャート示す。この図２において、荷物の落下が始まり、加速度スイッチ８がオフし動作状態となると（時刻ｔ₀）、ＣＰＵ２は、割込み信号が発生したとし、衝撃記録に関する処理を行う。

図４は、ＣＰＵ２による衝撃記録に関する処理を示している。この図４において、ＣＰＵ２は、スリープモードからウェイクアップモードに移行し（Ｓ１）、カレンダ装置１０の出入力回路１０ｃに電源を供給して、カレンダＩＣ１０ａの内容である年月日時分秒を読込むと共にＲＡＭ４に記録し（Ｓ２）、荷物が落下するまでの時間を示す落下時間Ｔａを計測するカウンタ７をインクリメントし（Ｓ３）、加速度スイッチ８がオンかを確認する（Ｓ４）。この場合、落下の開始に伴い加速度スイッチがオフするので、オンとなるのは地面等に着地したことを意味し、ここでは、まだ着地してないとし、ＣＰＵ２は、加速度スイッチ８がオフと判断し（Ｓ４：ＮＯ）、加速度計９からの信号の最大値ＶｍａｘをＲＡＭ４に更新記録し（Ｓ１２）、カウンタ７を再びインクリメントする（Ｓ３）。ここでは、落下している状態を説明しているため、加速度計９からの信号はなく、このステップＳ１２では、最大値Ｖｍａｘは記録しない。そして、ＣＰＵ２は、加速度スイッチ８がオンになったことを確認した後（Ｓ４：ＹＥＳ）、次のステップに移行する。要するに、落下開始に伴う加速度スイッチ８のオフを検知すると、信号記録装置１は、年月日時分秒を読込み、さらに、落下終了に伴う加速度スイッチ８のオンを検知するまで落下時間Ｔａのカウントを行なうのである。

続いて、ＣＰＵ２は、減算方式のタイマ６に一定時間Ｔｂとして例えば２００ｍ秒を設定し（Ｓ５）、加速度計９からの信号の最大値ＶｍａｘをＲＡＭ４に更新記録すると共に（Ｓ６）、タイマ６を減算し（Ｓ７）、タイムアップとなるまでＳ６ないしＳ８を繰返す（Ｓ８：ＮＯ）。そして、タイマ６がタイムアップすると（Ｓ８：ＹＥＳ、時刻ｔ₂）、ＣＰＵ２は、ＲＡＭ４に記録された発生年月日時分秒、落下時間Ｔａ、加速度計９の最大値ＶｍａｘをＥＰＲＯＭ５への記録保存を行ない（Ｓ９）、カレンダ装置１０への電源を遮断し（Ｓ１０）、ウェイクアップモードからスリープモードへ移行する（Ｓ１１）。すなわち、ＣＰＵ２は割り込み待ちの状態（加速度スイッチ８のオフ信号待ちの状態）になる。

要するに、信号記録装置１のＣＰＵ２は、加速度スイッチ８がオフになってからタイマＴｂとして２００ｍ秒を設定し、その間の加速度計９からの信号の最大値Ｖｍａｘを更新記録し、タイマ６がタイムアップすると、カレンダ装置１０への電源を遮断し、スリープ状態に移行する。

図３は、荷物に運搬時衝撃記録装置１３を入れて運搬輸送を行なう際、荷物が手荒な扱いをされ、衝撃や振動を受けた場合のタイミングチャートを示す。この図３において、荷物への振動により、加速度スイッチ８がオフ・オンを繰り返すが、加速度スイッチ８が最初にオフし動作状態となると（時刻ｔ₀）、ＣＰＵ２は、割込み信号として入力し、衝撃記録に関する処理を行う（図４のフローチャート参照）。

ＣＰＵ２は、加速度スイッチ８のオフによりウェイクアップ状態に移行し、加速度スイッチ８のオンを確認するまで、加速度計９からの信号の最大値Ｖｍａｘを更新する（Ｓ１ないしＳ４、Ｓ１２）。ここで、荷物は、手荒な扱いによる衝撃により振動し、加速度スイッチ８はオン・オフを繰返しており、ＣＰＵ２は、最初のオフ後のオン時にステップＳ５に移行して、その後は、タイマＴｂがタイムアップする（時刻ｔ₁）まで、加速度計９からの信号の最大値Ｖｍａｘの更新を繰り返す（Ｓ６ないしＳ８）。

以上のようにして、運搬時衝撃記録装置１３は、荷物の落下開始或いは衝撃の振動による加速度スイッチ８のオフ（動作状態）に伴ってウェイクアップ状態となり、カレンダ装置１０への電源供給を行い、カレンダ装置１０から発生年月日時分秒を読込む。そして、加速度スイッチ８がオン（不動作状態）となってからＴｂ時間後に、カレンダ装置１０への電源遮断を行い、スリープ状態になる。そのウェイクアップ状態中の加速度スイッチ８が連続してオフ（動作状態）している間を落下時間Ｔａ（この場合は極めて短時間）としてカウントし、そのウェイクアップ状態中の加速度計９からの信号を入力しその最大値Ｖｍａｘを更新して、これらの発生年月日時分秒、落下時間Ｔａおよび加速度最大値ＶｍａｘをＥＰＲＯＭ５に記録保存を行う。

このような本実施例によれば、荷物の落下或いは手荒な扱いによる衝撃に伴った加速度スイッチ８のオフ信号を割込み信号として、運搬時衝撃記録装置１３の信号記録装置１をウェイクアップさせ、加速度スイッチ８のオン信号から一定時間後にスリープ状態に移行するので、衝撃を計測し記録するとき以外は、スリープ状態にある。従って、電力の消費を抑制することができ長時間の輸送にも対応することができ、特に、低温下の輸送として冷凍食品等を輸送する場合は、バッテリの放電性能は著しく低下するが、バッテリ１２および内蔵電池１０ｂにリチウムイオン電池を使用することで約−２０℃程度の条件下でも駆動させることができると共に消費電力を抑えた構成のため、長時間の輸送にも対応することができる。また、加速度スイッチ８の不動作状態を確認してからスリープ状態に移行するため、落下による衝撃が発生するときにウェイクアップ状態を維持しておくことができ、確実に衝撃を検知することができる。そして、落下衝撃の大きさも判定することもできる。

ところで、１つの加速度センサにより、落下開始の１Ｇ以下程度の重力加速度の検出から落下の衝撃による数千Ｇ以上の重力加速度の検出を行なう場合、０．１Ｇ程度から数千Ｇ程度の加速度を測定できる加速度計が必要となる。しかし、このような高精度でダイナミックレンジの広い加速度計は、非常に高価で且つ大型のものになってしまうが、本実施例では、０．１Ｇ程度の落下開始の検出には、加速度スイッチ８により検出を行い、数千Ｇ程度の落下衝撃の検出には、加速度計９により測定を行なうことで役割を分散させ、生産コストを大幅に削減することができ且つ小型とすることで荷物と一緒に梱包しても邪魔にならないといった利点がある。

（変形例）
上記実施例では、運搬時衝撃記録装置１３は、加速度スイッチ８と加速度計９とを含んで構成し、落下の発生年月日時分秒、落下時間Ｔａおよび衝撃の加速度の最大値Ｖｍａｘを記録すると共に加速度スイッチ８のオンである不動作状態となってから一定時間Ｔｂ後に、スリープ状態に移行する構成としたが、加速度計９を除いて構成してもよい。

その場合に、信号記録装置１は、荷物の落下開始或いは衝撃による振動による加速度スイッチ８のオフ（動作状態）に伴ってウェイクアップ状態となり、カレンダ装置１０への電源供給を行い、カレンダ装置１０から落下日時を読込む。そして、ＣＰＵ２は、発生年月日時分秒と加速度スイッチ８がオフ（動作状態）となった動作とをＥＰＲＯＭ５に記録を行った後に、カレンダ装置１０への電源遮断を行い、スリープ状態になるように構成する。このような構成によっても、電力の消費を抑制することができる。尚、カレンダ装置１０は必要に応じて設ければよい。

上記実施例では、信号記録装置１は、加速度スイッチ８のオンである不動作状態となってから一定時間Ｔｂ後に、スリープ状態に移行する構成としたが、運搬時衝撃記録装置１３は、荷物の落下開始或いは衝撃および振動による加速度スイッチ８のオフ（動作状態）に伴ってウェイクアップ状態となり、カレンダ装置１０への電源供給を行い、カレンダ装置１０から発生年月日時分秒を読込み、その一定時間後に、カレンダ装置１０への電源遮断を行い、スリープ状態になり、そのウェイクアップ状態中に、加速度計９からの信号を入力しその最大値Ｖｍａｘを更新して、落下日時および加速度最大値ＶｍａｘをＥＰＲＯＭ５に記録保存を行う構成としてもよい。このような構成によれば、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

上記実施例にでは、加速度スイッチ８が動作した条件において、加速度計９の最大値Ｖｍａｘの記録を行う構成としたが、加速度計９の最大値Ｖｍａｘが小さい（例えば２Ｇ以下）場合は、記録を行わない構成としてもよい。さらに、加速度スイッチ８が動作することによりウェイクアップして動作する構成としたが、加速度スイッチ８の動作時間が短い（例えば５ｍ秒以下）場合は、ウェイクアップさせた後直ちにスリープ状態に入る構成としてもよい。このような構成によれば、データ記録保存を行うＥＰＲＯＭ５の記憶領域の消尽を抑制することができる。

上記実施例では、カレンダ装置１０への電源遮断をステップ１０にて行う構成としたが、カレンダ装置１０への電源遮断を行うのは、ステップ２にてカレンダ装置１０の内容を読み込んだ後であればいつでもよい。

本発明の一実施例を示す記録装置の電気的構成を示すブロック図 タイミングチャートを示す図その１ タイミングチャートを示す図その２ ＣＰＵによる衝撃記録に関する処理を示すフローチャート

符号の説明

図面中、１は記録装置、２はＣＰＵ、３はＲＯＭ、４はＲＡＭ、５はＥＰＲＯＭ、６はカウンタ、７はタイマ、８は加速度スイッチ、９は加速度計、１０はカレンダ装置、１１は外部コンピュータ、１２はバッテリ、１３は運搬時衝撃記録装置を示す。

Claims (6)

1. 落下による見かけ上の重力加速度の減少や、衝突或いは振動によって発生する加速度変動により動作する加速度スイッチと、
   信号記録装置と、
   この信号記録装置を駆動するバッテリとを備え、
   前記信号記録装置は、前記加速度スイッチが動作状態になったときにウェイクアップ状態となり、その加速度スイッチの動作を記録した後スリープ状態となることを特徴とする運搬時衝撃記録装置。
2. 落下による見かけ上の重力加速度の減少や、衝突或いは振動によって発生する加速度変動により動作する加速度スイッチと、
   加速度変動をアナログ信号として出力する加速度計と、
   信号記録装置と、
   この信号記録装置を駆動するバッテリとを備え、
   前記信号記録装置は、前記加速度スイッチが動作状態になったときにウェイクアップ状態となり、その一定時間後にスリープ状態になり、さらに、前記ウェイクアップ状態中に前記加速度計の信号を入力してその最大値を記録することを特徴とする運搬時衝撃記録装置。
3. 落下による見かけ上の重力加速度の減少や、衝突或いは振動によって発生する加速度変動により動作する加速度スイッチと、
   加速度変動をアナログ信号として出力する加速度計と、
   信号記録装置と、
   この信号記録装置を駆動するバッテリとを備え、
   前記信号記録装置は、前記加速度スイッチが動作状態になったときにウェイクアップ状態となり、その後前記加速度スイッチが不動作状態となったときから一定時間後にスリープ状態になり、さらに、前記ウェイクアップ状態中に前記加速度計の信号を入力してその最大値を記録することを特徴とする運搬時衝撃記録装置。
4. 落下による見かけ上の重力加速度の減少や、衝突或いは振動によって発生する加速度変動により動作する加速度スイッチと、
   信号記録装置と、
   この信号記録装置を駆動するバッテリとを備え、
   前記信号記録装置は、前記加速度スイッチが動作状態になったときにウェイクアップ状態となり、その後前記加速度スイッチが不動作状態となったときから一定時間後にスリープ状態となり、さらに、前記ウェイクアップ状態中に前記加速度スイッチが連続して動作している時間を落下時間としてカウントして記録することを特徴とする運搬時衝撃記録装置。
5. 前記信号記録装置は、ウェイクアップ状態中に前記加速度スイッチが連続して動作している時間を落下時間としてカウントして記録することを特徴とする請求項３記載の運搬時衝撃記録装置。
6. 専用のバッテリで長時間駆動可能なカレンダ部を有するカレンダ装置を備え、
   前記信号記録装置は、ウェイクアップ状態になったときに前記カレンダ装置への電源供給を行ってそのカレンダ部から内容を読み込むと共にこの内容を記録し、この記録が完了した後にカレンダ装置への電源供給を遮断することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の運搬時衝撃記録装置。

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