JPS62233733A - 衝撃検知センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、物体に働く衝撃を検知する衝撃検知センサに
関し、特に、簡単な構造で衝撃を検知できる小型衝撃検
知センサに関するものである。

〔従来技術〕

従来、物体に加わった衝撃を測定する手段として、各種
の加速度計、加速度センサが用いられている。最近では
、半導体加工技術を応用してシリコン（Ｓｉ）基板上に
超重形の加速度センサを形成する技術も開発されている
。このような超小型の加速度センサは、物体に働く衝撃
力（つまり、加速度）を微小な電気信号に変換するよう
に構成されている。実際に、どの位の衝撃が物体に加わ
ったかを知るには、微小な電気信号を増幅する増幅器と
、この増幅された電気信号をアナログ量又はディジタル
量として記録する記録計とが必要とされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の加速度センサは、宅急便のように一般家庭が容易
に利用でき、しかも需要が多い運送分野に衝撃センサと
して適用することが考えられる。

つまり、加速度センサは、運送途中で荷物が落下したり
、或は取扱いの不注意で荷物に＊＊が加わり、荷物がど
この段階で破損を生じ、どの位の衝撃が加わったのかを
知ることができる。

また、加速度センサは、一般家庭のみでなく工場１例え
ば半導体工場でのＬＳ　Ｉｌ１品の運送分野に衝撃セン
サとして適用することが考えられる。

つまり、加速度センサは、ＬＳＩａ品５例えばウェハ、
パッケージ部品の衝撃のチェック等に使用できる。

しかしながら、前述のように、加速度センサ自体は小型
であっても、衝撃力を知るには、増幅器と記録計とが必
要になるため、大形で複雑な装置になるという問題があ
った。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的は、物体に加わる衝撃を簡単な構成で検
知することが可能な小型衝撃検知センサを提供すること
にある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は１本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明は、衝撃検知センサに、衝撃に対して
振動する振動部材と、該振動部材の振動量を物理量で直
接記録する振動量記録手段とを具備したことを特徴とす
るものである。

【作用〕

上述した手段によれば、振動部材と振動量記録手段とで
衝撃力を検知することができるので、衝撃検知センサの
構成を簡単にすることができ、しかも、？ｉＲ撃検知セ
ンサを小型化することができる。

以下１本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

〔発明の実施例Ｉ〕

本発明の実施例Ｉである衝撃検知センサを第１図（概略
斜視図）及び第２図（部分側面図）で示す。

本実施例■の衝撃検知センサは、第１図及び第２図に示
すように、衝撃に対して振動する振動部材と、この振動
部材の振動量を記録する振動量記録手段とで構成されて
いる。

前記振動部材は、振動子１とこの振動子１を一端側に支
持したコイルばねからなる弾性部材２とで構成されてい
る。振動子１は、それ自体又はその一部が磁石で構成さ
れている。弾性部材２の他端側は、振動子１の矢印Δで
示す振動方向（弾性部材２の弾性力が作用する方向）に
所定の容積を有する密閉容器３の両端側（又は一端側）
に設けられた支持部材３Ａに支持されている。

振動量記録手段は、前記振動子１に設けられた磁石と、
前記密閉容器３と、この密閉容器３に密閉された複数の
微小磁性物質４で構成されている。

密閉容器３は、その全体又は一部（好ましくは。

振動子１が振動する一部分）がガラス、プラスチツク等
の透明な材料で構成されており、その内部に密閉した微
小磁性物質４が見えるように構成されている。密閉容器
３には、振動子１の振動量を表わす目盛３Ｂが設けられ
ている。

微小磁性物質４は、第３図（拡大図）で示すように、夫
々の端部にＳ極４Ａ、Ｎ極４Ｂを有する棒状で構成され
ており、Ｓ極４Ａには白色、Ｎ極４ＢにはＳ極４Ａと異
なる黒色の塗料を塗布しである。微小磁性物質４への塗
料の塗布は、微小磁性物質４に着磁する際、磁場の与え
方により微小磁性物質４は一定方向を向くので、向いた
Ｓ極４Ａ又はＮ極４Ｂに白色又は黒色の塗料を噴霧すれ
ばよい、また、塗料の色については、白色と黒色とに限
定されず、Ｓ極４ＡとＮ極４Ｂとが明確に識別できるよ
うな色を用いればよい。

このように構成される衝撃検知センサは、次のように、
簡単に物体に加わる衝撃力を検知することができる。

まず、衝撃検知センサを物体（例えば荷物）に固着して
おく。初期の状態、すなわち、衝撃検知センサに衝撃力
が加わらない状態では、第４図（拡大図）に示すように
微小磁性物質４をランダムに配置するか、或は所定の磁
場をかけて微小磁性物質４を整列させ、密閉容器３が全
部黒色に見えるようにしておく。

物体に衝撃検知センサが作用する衝撃力が加わると、第
２図に示すように物体に固着された密閉容器３に対して
、受けた衝撃加速度に応じた量だけ振動子１（磁石）が
矢印Ａ方向に移動する。振動子１の移動量δは、弾性部
材２のばね定数をＫ。

振動子１の質量をＭ、受けた衝撃加速度をαとすると１
次式〈１〉で表わすことができる。

・・・〈２〉 Ｆ：＠撃力（外力） 振動子１は、密閉容器３に対向する面がＮ極を有する磁
石で構成されているので、第５図（拡大図）で示すよう
に、振動子１が存在する部分の微小磁性物質４は、振動
子１にＳ極４Ａ（白色）が対向するように整列する。つ
まり、第２図に示すように、振動子１が移動した部分の
密閉容器３は。

黒色から白色へと変化する。すなわち、衝撃力の記録は
、物理量（アナログ量）で直接密閉容ＷＩ３に記録する
ことができる。振動子１と受けた衝撃加速度αとの間に
は、前述の式〈１〉に示すような線形の関係が成立して
いるので、密閉容器３に刻まれた目盛３Ｂを直接読むこ
とにより、物体に加わる衝撃加速度αすなわち衝撃力を
簡単に知ることができる。

また、第６図（微小磁性物質の拡大断面図）に示すよう
に、微小磁性物質４を球状で構成することもできる。第
６図に示す微小磁性物質４は、プラスチック等の芯材４
Ｃを磁性膜４Ｄで覆っており。

この磁性膜４ＤのＳ極に対応した部分に白色の塗料４Ｅ
が、Ｎ＃ＩＡに対応した部分に黒色の塗料４Ｆが夫々塗
布されている。

この球状の微小磁性物質４は、前述の棒状の微小磁性物
質４に比べて密閉容器３内を動き易いので、衝撃に対し
てより高い感度でしかも安定した記録をすることができ
る衝撃検知センサを構成することができる。

このように、＊ｌ！検知センサに、衝撃に対して振動す
る振動部材と、この振動部材の振動量を物理；１ｉｔ（
アナログ量）で直接記録する振動量記録手段とを具備し
たことにより、振動部材と振動量記録手段とで衝撃力を
検知することができるので１ｗｔ撃検知センサの構成を
簡単にすることができ、しかも、衝撃力を検知するため
の構成が少なくかつ小さくできるので、衝撃検知センサ
を小型化することができる。

また、この結果、？＃撃検知センサを安価に製造するこ
とができる。

したがって、衝撃検知センサは、一般家庭に限らず、広
い範囲の運送分野に適用することができ、運送中或は取
扱い中に荷物に加わった衝撃の最大値を容易に検知する
ことができる。

また、衝撃検知センサは、荷物等の物体に固着が便利に
行えるように、密閉容器３の外面に粘着剤を塗布したり
、或は、ビス等を取り付られる穴を設けたりしてもよい
。

また、衝撃検知センサの非使用時（保存段階）に。

取扱い方によって大きな衝撃力が加わり、Ｖｅ撃検知セ
ンサの使用ができなくなることを防止するために、この
ような衝撃に対して不感度に構成してもよい。具体的に
は、例えば、衝撃検知センサの振動子１を非使用状態に
おいて固定し、使用状態では取り外すことができるスト
ッパ部材を設ける。

〔発明の実施例■〕

本実施例■は、前記実施例■の衝撃検知センサと異なる
振動部材及び振動量記録手段で衝撃検知センサを構成し
た本発明の他の実施例である。

本発明の実施例■である衝撃検知センサを第７図（概略
斜視図）で示す。

第７図に示すように１本実施例■の衝撃検知センサの振
動部材は、振動子１とこの振動子１を一端側が支持する
板ばねからなる弾性部材２とで構成されている。振動子
１には、鉛筆の芯やサインペンの芯或は針等を、その先
端部に有する記録部材５が設けられている。記録部材５
は、コイルばね５への作用により、容器３の壁面（後述
する記録媒体）に押圧するように構成されている。弾性
部材２の他端側は、振動子１の矢印Ｂで示す振動方向に
所定の面積を有する角型形状の容器８の所定部に設けら
れた支持部材３Δに支持されている。

前記振動子１は、支持部材３Ａを中心とした円弧状の振
動をするようになっている。

振動量記録手段は、前記振動子１に設けられた記録部材
５と、前記容器３に設けられた記録媒体６で構成されて
いる。記録媒体６は、記録部材５として鉛筆の芯やサイ
ンペンの芯を用いる場合には紙等の記録用紙、記録部材
５として硬質の針を用いる場合には銅、アルミニウム等
の軟質の金属板で構成する。

このように構成される衝撃検知センサは、前記実施例Ｉ
と略同様の効果を得ることができ、荷物等の物体に加わ
る衝撃を、記録媒体６に物理的に直接記録することがで
きる。

〔発明の実施例■〕

本実施例■は、前記実施例ｎの衝撃検知センサの振動量
記録手段を異なる振動量記録手段で構成した本発明の他
の実施例である。

本発明の実施例■であるＷＲ撃検知センサを第８図（概
略斜視図）で示す。

第８図に示す衝撃検知センサは、振動部材が前記実施例
■のものと略同様であるが、振動量記録手段が異なる。

すなわち、振動量記録手段は、振動子１の振動方向に沿
って延在する曲線状（円孤状）のガイド部材７と、振動
子１の振動による衝撃でガイド部材７上を矢印Ｃ方向（
振動方向）に移動する移動部材８とで構成されている。

ガイド部材７は、容器３に設けられている。

移動部材８は、ガイド部材７上を自重のみでは移動しな
いがわずかな外力で移動できるように適度な乾性摩擦を
付加されて移動可能なように構成されている。移動部材
８は、振動子ｌの最大変位の位置まで移動し、その位置
を保持するので、振動子１の衝撃による動きの最大域（
最大衝撃力）を検知することができる。

本実施例では、移動部材８を振動子１を中心として、左
右に夫々−個づつ設けているが、どちらか一方にのみ移
動部材８を設けてもよい。

ガイド部材７、移動部材８の夫々は、それらの接触面に
適度な粗さを有する或は適度な粗さに研摩されたプラス
チック、金属等の材料で構成する。

また、ガイド部材７と移動部材８の夫々の接触面を滑ら
かに楕成し、第９図（要部断面図）で示すように、移動
部材８に設けた抑圧部材８Ａにより。

ガイド部材７と移動部材８との接触面に適度な摩擦力を
形成してもよい。押圧部材８Ａは、押圧ネジ８ａと、こ
の抑圧ネジ８ａを適度な押圧力でガイド部材７に押圧す
る弾性部材８ｂと、抑圧ネジ８ａの押圧力を変化させる
調整ナツト８ｃとで構成されている。

また、第１０図（要部断面図）で示すように、移動部材
８と接触する部分のガイド部材７には、切込部７Ａを設
け、移動部材８には、弾性部材８Ｃを介在させて切込部
７Ａと嵌合する切込部材８Ｂを設け、ガイド部材７と移
動部材８との間に適度なｌ舅擦力を設けてもよい。

このように構成される衝撃検知センサは、前記実施例ｒ
及び実施例Ｕと略同様の効果を得ることができ、荷物等
の物体に加わる衝撃を、ガイド部材７を移動する移動部
材８で物理的に直接記録することができる。

以上１本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
言うまでもない。

例えば、本発明は、不要な衝撃力で振動部材や振動量記
録部分を損傷しないように、その部分を保護する透明な
保護部材を設けたり、或は衝撃検知センサ自体を透明な
容器に入れてもよい。

また１本発明は、衝撃検知センサを人間の体に貼りつけ
１人体に加わった衝撃の強さ等これまでに考えられなか
った分野における衝撃の検知を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、以下に述べるよ
うな効果を得ることができる。

衝撃検知センサに、衝撃に対して振動する振動部材と、
該振動部材の振動量を物理量で直接記録する振動量記録
手段とを具備したことにより、振動部材と振動量記録手
段とで衝撃力を検知することができるので、衝撃検知セ
ンサの構成を簡単にすることができ、しかも衝撃検知セ
ンサを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の実施例夏であるｍ＊検知センサの概
略斜視図、 第２図は、第１図の部分側面図。 第３図乃至第５図は、第２図に示す微小磁性物質の拡大
図、 第６図は、微小磁性物質の他の実施例を示す拡大断面図
、 第７図は、本発明の実施例■である＃撃検知センサの概
略斜視図。 第８図は、本発明の実施例■である衝撃検知センサの概
略斜視図。 第９図及び第１０図は、本発明の実施例■である？ｉｔ
撃検知センサの他の振動量記録手段を示す拡大断面図で
ある。 図中、■・・・振動子、２・・・弾性部材、３・・・密
閉容器又は容器、４・・・微小磁性物質、５・・・記録
部材。 ６・・・記録媒体、７・・・ガイド部材、８・・・移動
部材である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）衝撃に対して振動する振動部材と、該振動部材の
   振動量を物理量で直接記録する振動量記録手段とを具備
   したことを特徴とする衝撃検知センサ。
2. （２）前記振動部材は、振動子と該振動子を支持する弾
   性部材とで構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の衝撃検知センサ。
3. （３）前記振動量記録手段は、前記振動部材に設けられ
   た磁石と、前記振動部材の振動方向に所定の容積を有し
   、複数の微小磁性物質を密閉した、少なくとも一部が透
   明な密閉容器とで構成されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載の衝撃検知センサ。
4. （４）前記磁石は、前記振動子又は振動子の一部を構成
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の衝
   撃検知センサ。
5. （５）前記微小磁性物質は、Ｓ極及びＮ極を有する棒状
   又は球状で構成されており、Ｓ極又はＮ極にＮ極又はＳ
   極と異なる塗料が塗布されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項又は第４項に記載の衝撃検知センサ。
6. （６）前記振動部材は、振動子と該振動子を支持する弾
   性部材とで構成され、前記振動量記録手段は、前記振動
   部材の振動子に設けられた記録部材と、前記振動子が振
   動する部分であって、前記振動部材を支持する容器に設
   けられた記録媒体とで構成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の衝撃検知センサ。
7. （７）前記振動部材は、振動子と該振動子を支持する弾
   性部材とで構成され、前記振動量記録手段は、前記振動
   子の振動方向に延在して設けられたガイド部材と、前記
   振動子の振動による衝撃で前記ガイド部材を移動する移
   動部材とで構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の衝撃検知センサ。