JP2005502042A - 落下検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】封入物（１１０、１１２、２１０、２１２）中に配設された球形慣性部材（１２０）を含む落下検出装置（１００、２００）を提供すること。
【解決手段】封入物は複数の面（１１６）を有し、それぞれの面が圧力接触部材（１１８、２１８）を有する。球形慣性部材（１２０）が圧力接触部材（１１８、２１８）に所定の力を加えることによって信号を起動させる。複数のどの方向に製品が落下したときも信号を与えるために、易損製品の筐体（１０２、２０２）中に正方体の形の２つの封入物（１１０、１１２、２１０、２１２）を異なる向きに配設することができる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、落下検出装置に関する。詳細には、監視を必要とする易損（脆弱性）要件（fragilityrequirement）のある製品またはパッケージに関して用いる装置に関する。本装置は、パッケージ製品が落下または他の物体と衝突したかどうかを検出する。
【背景技術】
【０００２】
強磁性材料からなる球形の慣性体が永久磁石によって静止位置に維持される加速度リミット・スイッチは周知である。球体の磁石とは反対の側上に、弾力的な導電性ダイヤフラム（diaphragm；隔膜）が配置され、その向こうにはプリント回路基板がある。球体は加速されて永久磁石から離れると、弾力的なダイヤフラムに衝突し、このダイヤフラムが変形してプリント回路基板上の構成要素に接触し、アクティブにされるべき信号を何らかの形態で生じさせる。
【０００３】
このタイプの加速度リミット・スイッチには、単一の方向への加速にしか感応しないという短所がある。他の形態の落下検出装置は、脆弱な破壊アセンブリ（組立品）を含むことも、高度技術の加速度計を含むこともある。
【０００４】
コンピュータ製品において、データ記録ディスク・ドライブは、外的な衝撃、たとえば落下または他の物体との衝突によって生じる製品への衝撃に敏感である。外的な衝撃によってディスク・ドライブ中のディスクが滑り、その結果、不正確なデータ記録またはアクセス時間の増加を招く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一目的は、落下または別の物体と衝突したかどうかを検出する必要があるいかなる製品にも使用することができる低コストの堅固なアセンブリ（組立品）を提供することである。さらなる目的は、そのデバイスが設けられている製品のいかなる方向または向き（direction or orientation）への落下または衝撃（impact）も検出する、落下検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、封入物（enclosure）中に配設された球形の慣性部材を含む落下検出装置が提供される。この封入物は複数の面を有し、それぞれの面が圧力接触部材を有し、球形慣性部材が圧力接触部材の１つに所定の力を加えると信号が起動する（アクティブになる）。
【０００７】
好ましくは、圧力接触部材は接触部材から間隔を置いた変形可能なダイヤフラム（隔膜）で形成され、所定の力によってダイヤフラムが変形して接触部材に接触する。
【０００８】
所定の力は、球形慣性部材の質量によって決まり得る。所定の力は、ダイヤフラムの柔軟性およびダイヤフラムと接触部材の間隔によっても決まり得る。
【０００９】
静止位置または通常の動作中に、球形慣性部材は、面上の圧力接触部材と接触し、静止していることができ、圧力接触部材上に所定の力よりも小さい力を加えることができる。
【００１０】
落下検出装置は、立方体の形の第１および第２の封入物を含むことが好ましい。第２の封入物は、第１の封入物に隣接し、また第１の封入物とは異なる方向に向いている。互いに異なる方向に向いた２つ以上の封入物を設けることにより、およそ３６０°というより広い範囲の方向で落下または衝撃検出範囲を実現する。
【００１１】
１つまたは複数の封入物を、筐体（housing）の２つの成形半体から形成することができる。
【００１２】
球形慣性部材は、落下検出装置の必要な感度に応じて、所定の質量に合わせて較正することができる。
【００１３】
圧力接触部材には、圧力接触キーボード・タイプの技術を用いることができる。
【００１４】
起動させる信号はＬＥＤ、警報器（audible alarm）または他の信号手段である。こうした信号手段をパッケージまたは物体の外部に配設することができる。
【００１５】
コンピュータ製品の成形物中に落下検出装置を形成することができる。落下検出装置は内蔵型の（self-contained）アセンブリであっても、製品用のパッケージ中に成形してもよい。
【００１６】
次に、添付の図面を参照して、単に例示によって、本発明の一実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１を参照すると、落下検出装置１００が成形筐体１０２中に設けられている。成形筐体１０２は、製品の一部として形成することができ、また易損物体の一部としてまたは近接させて、パッケージに組み込むこともできる。たとえば、落下検出装置１００は、コンピュータが何らかの形で落下または衝撃を受けたかどうかを検出するために、ラップトップ・コンピュータのコンピュータ・ハード・ドライブの成形カセット中に一体化して形成することができる。
【００１８】
あるいは、成形物でたとえば出荷用コンテナ上の出荷または梱包モニタとして使用するための内蔵型の落下検出アイテムを形成することもできる。
【００１９】
成形筐体１０２は、成形分割線１０８をもつ２つの半体１０４、１０６として形成される。２つのキャビティ１１０、１１２が、成形筐体１０２の２つの半体１０４、１０６のそれぞれ中に各キャビティ１１０、１１２の半体が成形されるように形成される。成形筐体１０２の２つの半体１０４、１０６を組み合わせたとき、キャビティ１１０、１１２は、成形筐体１０２中に完全に封入される。
【００２０】
２つのキャビティ１１０、１１２はそれぞれ立方体の形であり、これら２つのキャビティ１１０、１１２は互いに向きが異なる。２つの立方体キャビティ１１０、１１２より多くのキャビティをさらに別の向きで設けることもできる。
【００２１】
それぞれのキャビティ１１０、１１２は、キャビティ１１０、１１２の内面上に配置された膜（membrane）１１４または他の形のシート材を含む。膜１１４は複数の側面１１６を有し、それぞれの側面が立方体キャビティ１１０、１１２の内面上に配置される。それぞれの側面１１６は、各側面１１６上のその中心に位置する圧力パッド１１８を有する。それぞれの立方体キャビティ１１０、１１２には、６つの圧力パッド１１８がある。膜１１４および圧力パッド１１８は、マイラやポリエステルなどの適切な材料で形成することができる。
【００２２】
それぞれのキャビティ１１０、１１２は、既知の質量の較正済みの球体１２０を収容する。それぞれのキャビティ１１０、１１２中では、球体１２０がそれぞれの側面１１６上の圧力パッド１１８と接触して、キャビティ１１０、１１２内の中心で所定位置に保持される。圧力パッド１１８は、球体１２０と、キャビティ１１０、１１２の内側を覆う膜１１４の間に置かれる。
【００２３】
図２を参照すると、単一のキャビティ１１０中の構成部品の、キャビティ１１０の中心を通る断面図が示されている。膜１１４は、成形物中のキャビティ１１０の内側を覆う立方体の囲みを形成する。膜１１４には６つの側面１１６があり、図２の断面図にこれらの面１１６のうちの４つが示されている。膜の１つの側面１１６は、プリント回路基板の形態で電子回路がその上に実装される（図示せず）。
【００２４】
側面１１６は、それぞれに、膜１１４の内表面１２２の中央に圧力パッド１１８を有する。圧力パッド１１８は、正方形または他の適切な形でもよいが、以下の図面では円形のものとして示す。それぞれの圧力パッド１１８は、膜１１４の側面１１６の内表面１２２上のマウント１２４上に取り付けられる。このマウントは、膜１１４の内表面１２２から間隔１２６を空けて圧力パッド１１８を搭載する。
【００２５】
圧力パッド１１８は、弾性のある導電ダイヤフラム１２８で形成されており、このダイヤフラムはプラスチック材でよい。圧力パッド１１８のダイヤフラム１２８が膜１１４の内表面１２２に接触するのに十分なほど膜１１４に向かってダイヤフラム１２８を変形させるには、所定の力ｘを必要とする。静止時または通常の動作中に、球体１２０は圧力パッド１８と接触するが、ダイヤフラム１２８が膜１１４の内表面１２２に接触するのに十分なほど圧力パッド１１８のダイヤフラム１２８を変形させることはない。
【００２６】
所定の力ｘは、ダイヤフラム１２８の柔軟性を含めて複数のパラメータによって決まり、ダイヤフラムの柔軟性は、その材料および厚さ、ダイヤフラム１２８と膜１１４の間隔１２６および球体１２０の質量によって決まる。こうしたパラメータは、落下検出装置１００で所定の感度が得られるように事前設定（プリセット）することができる。
【００２７】
適切な圧力パッド１１８の多くの構造を用いることができるが、これらはすべて力による表面の変形を利用したものである。たとえば、キーボード技術はこうした圧力パッドを用いている。
【００２８】
圧力パッド１１４の変形可能なダイヤフラム１２８に対向して配設された膜１１８のそれぞれの側面１１６の内表面１２２には接触構成部品があり、側面１１６の１つの上に配設された電子回路に接続される。接触構成部品は、圧力パッド１１８の変形されたダイヤフラム１２８がそれに接触したときに電子回路からの信号を起動する。膜１１８の側面１１６上の電子回路は、コネクタ１３０を介して、膜１１８が配設されているキャビティ１１０から別の電子回路まで延長されており、この別の電子回路から信号を発することができる。
【００２９】
図３、４、および５を参照すると、落下検出装置２００がコンピュータの成形カセット２０２に組み込まれている。図１および２に示した形態の２つのキャビティ２１０、２１２が設けられる。図３は、成形カセット２０２のコーナー部２０３の平面図である。成形カセット２０２はデータ・ファイルまたはハード・ディスク・ドライブ２０５を取り囲む。成形カセット２０２は、成形分割線２０８が水平面上にくるように２つの半体２０４、２０６を上下に有する。
【００３０】
２つのキャビティ２１０、２１２が成形カセット２０２内のコーナー部２０３付近に形成される。第１のキャビティ２１０は、その立方体の上部および下部の面が成形分割線２０８に平行になるように向けてある。図３では、第１のキャビティ２１０中に圧力接触膜２１４の上部圧力パッド２１８が示されている。第２のキャビティ２１２は、立方体の稜が一番上にくるように向けてあり、第２のキャビティ２１２中に２つの圧力パッド２１８が示されている。
【００３１】
電子回路２２２を収容する成形カセット２０２中に、別のキャビティ２２６が設けられる。この電子回路は、圧力パッド２１８とそれを覆う膜２１４上の構成部品との接触からのパルスによって起動する。
【００３２】
それぞれのキャビティ２１０、２１２中の膜２１４のそれぞれの側面上の接触構成部品が、それぞれのキャビティ２１０、２１２中の膜２１４の１つの側面上の電子回路に接続され、この回路は、別のキャビティ２２６中の電子回路２２２まで延長され、はんだリフロー接合によって接続される。２つ以上のキャビティ２１０、２１２がある場合、それぞれのキャビティ中の電子回路が別のキャビティ２２６中の電子回路２２２に接続される。
【００３３】
電子回路２２２は、ＬＥＤ２２４を含み、このＬＥＤは、キャビティ２１０、２１２のうちのいずれかの圧力パッド２１８の１つが、圧力パッド２１８に対向する膜２１４上の接触構成部品と接触したかどうかを指示する。
【００３４】
図４は、図３の構成で方向Ａから見た側面図であり、成形カセット２０２内の、２つのキャビティ２１０、２１２および追加のキャビティ２２６中の電子回路２２２を示している。２つのキャビティ２１０、２１２、および電子回路２２２用の追加のキャビティ２２６が、カセット成形物２０２の２つの半体２０４、２０６内に形成される。
【００３５】
図５は、図３の構成で方向Ｂから見た側面図である。この図では、２つのキャビティ２１０、２１２が前後に重なっており、カセット筐体２０２中での向きが異なっていることを示している。データ・ファイルまたはハード・ディスク・ドライブ２０５が保護用発泡体（protective foam）２２８で囲まれる。
【００３６】
図６を参照すると、膜３１４の展開図３００が示されている。膜３１４には、それぞれの立方体キャビティ１１０、１１２の６つの内面に対応する６つの面３０２がある。それぞれの面３０２は、円形でそれぞれの面３０２をできるだけカバーする圧力パッド３１８を備える。膜３１４は、電子回路２２２およびＬＥＤ２２４にその膜３１４を接続するためのコネクタ３２０を有する。それぞれの面３０２のコーナー部３２２は、組立てやすくするために切り取ってある。
【００３７】
図７に、より詳細な電子回路２２２を示す。回路４００は、バッテリ４０２、ヒューズ４０３、第１および第２の抵抗４０４，４０６、接触パッド４０８、およびＬＥＤ４１０とトランジスタ４１２を含む。接触パッド４０８は、図２に示す圧力パッド１１８のダイヤフラム１２８および膜１１４の接触構成部品である。接触パッド４０８が開いている（オープンの）とき、バッテリ４０２からの電流は、第１の抵抗４０４およびヒューズ４０３を通り、ヒューズ４０３は飛ばない。膜１１４の圧力パッド１１８が活性化されると、接触パッド４０８が閉じる。これによって、バッテリ４０２からの電流が第１の抵抗４０４をバイパスするのでヒューズ４０３が飛ぶ。
【００３８】
ヒューズ４０３が飛ぶと、トランジスタ４１２が動作し、バッテリ４０２が第２の抵抗４０６を介してＬＥＤ４１０に電力を供給し、ＬＥＤ４１０が点灯する。別の構成では、ＬＥＤの代わりに、発光ＬＥＤまたは警報器を使用することもできる。
【００３９】
実際には、上述の落下検出装置１００、２００は、コンピュータなどの製品の成形筐体１０２、２０２に、または易損物体を囲むパッケージに入れて提供される。あるいは、落下検出装置１００、２００は、内蔵型アセンブリとして提供される。ある物体が落下または別の物体と衝突すると、その物体は非常に速やかに加速または減速あるいはその両方を行う。
【００４０】
突然の加速が起こると、慣性体として働く球体１２０が加速の方向とは反対方向に圧力パッド１１８、２１８に力を加える。減速が起こると、キャビティ１１０、１１２、２１０、２１２中の球体１２０が、衝突する前にその物体が移動していた方向に膜１１４、２１４の圧力パッド１１８、２１８に力を加える。
【００４１】
球体１２０によって圧力パッド１１８、２１８に所定の力ｘよりも大きな力が加えられると、圧力パッド１１８、２１８は、膜１１４に接触し、成形筐体１０２、２０２中の電子回路２２２上のスイッチを起動させるのに十分なほど変形し、それによってＬＥＤ４０２がオン状態になる。
【００４２】
落下検出装置１００、２００を起動するのに必要な所定の力ｘを変更する、したがって、保護の仕様を変更することによって、較正済みの球体１２０の質量を必要な感度をもたらすように調整することができる。たとえば、ボール・ベアリングを球体１２０として用いることができる。
【００４３】
２つの立方体キャビティ１１０、１１２、２１０、２１２の向きが異なるので、複数の異なる方向で衝撃を検出することができる。これによって、およそ３６０°の方向での落下または衝撃の検出が実現される。２つのキャビティを例示したが、３つ以上の立方体キャビティを用いることもでき、たとえば、異なる向きの４つの立方体キャビティを用いることもできる。またキャビティは、立方体である必要はない。７面以上を有するキャビティ、たとえば八面体の形態のものなどを用いることもできる。
【００４４】
本発明の範囲から逸脱せずに、前述の内容を改善および修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の好ましい一実施形態による落下検出装置の断面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態による落下検出装置の断面図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態による落下検出装置の透視平面図である。
【図４】図３の落下検出装置のＡ方向の透視側面図である。
【図５】図３の落下検出装置のＢ方向の透視側面図である。
【図６】本発明の好ましい一実施形態による圧力膜の展開図である。
【図７】本発明の好ましい一実施形態による落下検出装置で使用するための回路図である。

Claims (12)

1. 封入物中に配設された球形慣性部材を含む落下検出装置であって、前記封入物が複数の面を有し、それぞれの面が圧力接触部材を有し、前記球形慣性部材が前記圧力接触部材の１つに所定の力を加えることによって信号を起動させる落下検出装置。
2. 前記圧力接触部材が接触部材から間隔を空けて配置された変形可能なダイヤフラムで形成され、前記所定の力によって前記ダイヤフラムが変形して前記接触部材に接触する、請求項１に記載の落下検出装置。
3. 前記所定の力が前記球形慣性部材の質量によって決まる、請求項１に記載の落下検出装置。
4. 前記所定の力が前記ダイヤフラムの柔軟性、および前記ダイヤフラムと前記接触部材の間隔によって決まる、請求項１に記載の落下検出装置。
5. 静止位置のときまたは通常の動作中に、前記球形慣性部材が前記面上の前記圧力接触部材に接触しており、前記圧力接触部材上に前記所定の力よりも小さい力を加える、請求項１に記載の落下検出装置。
6. 前記落下検出装置が正方体の形の第１および第２の封入物を含み、前記第２の封入物が第１の封入物に隣接し、また第１の封入物とは異なる方向に向いている、請求項１に記載の落下検出装置。
7. 前記１つまたは複数の封入物が、筐体の２つの成形半体によって形成される、請求項１に記載の落下検出装置。
8. 前記落下検出装置の必要な感度に応じて、前記球形慣性部材が所定の質量に較正される、請求項１に記載の落下検出装置。
9. 前記圧力接触部材に圧力接触キーボード・タイプの技術を用いる、請求項１に記載の落下検出装置。
10. 起動される前記信号がＬＥＤ、警報器または他の信号手段である、請求項１に記載の落下検出装置。
11. コンピュータ製品の成形物中に形成される、請求項１に記載の落下検出装置。
12. 内蔵型アセンブリである、または製品用のパッケージ中に成形される、請求項１に記載の落下検出装置。

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