荷重記録装置とそれを備えている衝撃記録装置
【課題】 高価な素子を用いないで安価に作製することが可能な荷重記録装置を提供すること。
【解決手段】 本発明は、過去に受けた荷重を記録する荷重記録装置１０に関する。本発明の荷重記録装置１０は、基板２０と、受圧部材４０と、その基板２０と受圧部材４０の間に設けられている延性材料製の延性部材３０を備えている。荷重記録装置１０は、受圧部材４０が受けた荷重の大きさを延性部材３０の塑性変形量に記録することを特徴としている。
【解決手段】 本発明は、過去に受けた荷重を記録する荷重記録装置１０に関する。本発明の荷重記録装置１０は、基板２０と、受圧部材４０と、その基板２０と受圧部材４０の間に設けられている延性材料製の延性部材３０を備えている。荷重記録装置１０は、受圧部材４０が受けた荷重の大きさを延性部材３０の塑性変形量に記録することを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受けた荷重を記録する荷重記録装置に関する。本発明はまた、その荷重記録装置を備えている衝撃記録装置にも関する。本発明はまた、荷重記録装置を備えている輸送用梱包箱にも関する。
【背景技術】
【０００２】
物体が受けた荷重の大きさを記録し、その記録された荷重値を利用したい場面が多く存在する。例えば、荷物を輸送するときに、輸送者が誤って荷物を落としてしまい、荷物に大きな衝撃を与えてしまうことがある。輸送中に発生した衝撃に基づく荷重を記録しておけば、その衝撃によって荷物が致命的な損傷を受けたか否かを判断することができる。また、荷重記録装置は、移動体（車両など）が衝突した場合にも有用である。その衝突の衝撃に基づく荷重を記録しておけば、事故原因の究明に利用することができる。
【０００３】
この種の荷重記録装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の荷重記録装置は、圧電効果を有する加速度センサと不揮発性メモリを備えている。特許文献１の荷重記録装置は、衝撃を受けたときに発生する加速度を加速度センサで電力に変換し、その電力を不揮発性メモリに記録する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２０１５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の荷重記録装置では、圧電効果を有する加速度センサや、不揮発性メモリなどの高価な素子が用いられている。このため、特許文献１の荷重記録装置は、製造に要するコストが高くなる。
本発明は、安価に作製することが可能な荷重記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の荷重記録装置は、基板と、受圧部材と、その基板と受圧部材の間に設けられている延性材料製の延性部材を備えている。本発明の荷重記録装置は、受圧部材が受けた荷重の大きさを延性部材の塑性変形量に記録することを特徴としている。
本発明の荷重記録装置は、受圧部材を介して加わる荷重によって延性部材が塑性変形する現象を利用する。延性部材の塑性変形量は、受圧部材が受けた荷重に応じて決定される。塑性変形した延性部材は、その状態をほぼ維持することができる。したがって、延性部材には、受圧部材が過去に受けた最大の荷重の大きさが記録される。荷重の大きさを記録するためには、様々な手法が採用され得る。例えば、延性部材の塑性変形した形態そのものに基づいて受けた荷重の大きさを記録してもよい。あるいは、延性部材が塑性変形することによって引き起こされる他の物理現象に基づいて受けた荷重の大きさを記録してもよい。また、過去に受けた最大の荷重の大きさは、閾値によって区切られた非連続的な値として記録されてもよい。なお、本発明の荷重記録装置では、記録された荷重の大きさを読み取るためにも、様々な手法が採用され得る。例えば、延性部材の塑性変形を電気的、光学的、磁気的、化学的、機械的等な手法によって読み取ることができる。
本発明の荷重記録装置は、受圧部材を介して加わる荷重によって延性部材が塑性変形する現象を利用して受けた荷重の大きさを記録する。本発明の荷重記録装置は、高価な素子を必要としない。したがって、本発明の荷重記録装置は、安価に作製することができる。
【０００７】
本発明の荷重記録装置では、延性部材の剛性が、基板及び受圧部材の剛性よりも小さいことが好ましい。
これにより、延性部材に荷重が集中し、延性部材の塑性変形量が増大する。この形態の荷重記録装置は、過去に受けた荷重を高感度に記録することができる。
【０００８】
本発明の荷重記録装置では、基板と受圧部材の間に、延性部材が設けられている空間の範囲と、基板と受圧部材が接している範囲が存在している。基板と受圧部材が接している範囲では、基板と受圧部材が接合していることが好ましい。
基板と受圧部材が接合していると、受圧部材に加わる荷重のうち接合面に平行な方向の荷重は、延性部材に伝わることが抑制される。したがって、受圧部材に加わる荷重のうち接合面に直交する方向の荷重のみが、延性部材に伝わることができる。このため、延性部材は、接合面に平行な方向の荷重の影響を受けないで、接合面に直交する方向の荷重に基づいて塑性変形することができる。延性部材に伝わる荷重の方向を制限することによって、延性部材の塑性変形量と荷重の大きさの間の相関関係を強くすることができる。上記の荷重記録装置は、過去に受けた荷重の大きさを正確に記録することができる。
【０００９】
本発明の荷重記録装置では、基板と受圧部材が接合している範囲が、延性部材が設けられている空間の範囲の周囲に形成されていることが好ましい。
この形態によると、延性部材が設けられている空間の範囲が基板と受圧部材が接合している範囲によって外部から閉じられる。したがって、外部から延性部材の状態を改ざんすることができない。この形態は、不正防止に有用である。
【００１０】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、基準位置との間に所定の間隔を残して配置されているのが好ましい。本発明の荷重記録装置では、荷重印加後に延性部材が塑性変形して基準位置に到達したのを指標に、前記所定間隔に応じた荷重の大きさを記録することを特徴としている。ここで、基準位置とは、物質が存在していない位置を指す場合や、物質が存在することによって画定されている位置を指す場合の両者を含む。
上記の荷重記録装置では、荷重印加前に延性部材と基準位置の間に残されている所定間隔が、所定の荷重の大きさに対応している。荷重印加後に延性部材が塑性変形してその基準位置に到達すれば、その所定の荷重の大きさよりも大きな荷重が過去に印加されたと判断することができる。過去に受けた最大の荷重の大きさは、閾値によって区切られた非連続的な値として記録される。
【００１１】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、複数の基準位置との間に幅の異なる複数の間隔を残して配置されているのが好ましい。本発明の荷重記録装置では、荷重印加後に延性部材が塑性変形して複数の基準位置のうち到達した基準位置を指標に、その基準位置に応じた荷重の大きさを記録することを特徴としている。
複数の基準位置を用意しておくことによって、過去に受けた荷重の大きさをより細かく記録することができる。
【００１２】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、所定の間隔を残して配置されている第１部分延性部材と第２部分延性部材を有しているのが好ましい。この形態の荷重記録装置では、荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が塑性変形して接触したのを指標に、前記所定間隔に応じた荷重の大きさを記録することを特徴としている。
この形態の荷重記録装置では、第１部分延性部材と第２部分延性部材が、第１部分延性部材と第２部分延性部材の双方からの塑性変形によって接触する。第１部分延性部材又は第２部分延性部材のどちらか一方のみが設けられ、その一方の塑性変形のみによって接触する場合に比して、同一の大きさの荷重を対象にしているのであれば、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の間隔を広く設定することができる。換言すれば、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の間隔の単位距離当りに係る荷重の大きさが小さくなる。したがって、この形態の荷重記録装置は、高感度に荷重の大きさを記録することができる。
【００１３】
本発明の荷重記録装置では、第１部分延性部材及び第２部分延性部材が、導電性を有しているのが好ましい。この荷重記録装置ではさらに、第１部分延性部材に電気的に接続しているとともに外部に露出している第１コンタクト領域と、第２部分延性部材に電気的に接続しているとともに外部に露出している第２コンタクト領域を有しているのが好ましい。この荷重記録装置では、荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が塑性変形して接触したのを、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域間の電気の導通・非導通状態から判断することを特徴としている。
この形態の荷重記録装置は、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域間の電気の導通・非導通状態を調べるだけで、第１部分延性部材及び第２部分延性部材の間の所定間隔に応じた荷重よりも大きな荷重が過去に印加されたか否かを判断することができる。
【００１４】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、所定の間隔を残して配置されている第３部分延性部材と第４部分延性部材をさらに備えているのが好ましい。この荷重記録装置では、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の所定間隔と第３部分延性部材と第４部分延性部材の間の所定間隔の幅が異なっていることを特徴としている。
複数の所定間隔を用意しておくことによって、過去に受けた荷重の大きさをより細かく記録することができる。
【００１５】
本発明の荷重記録装置では、第１部分延性部材が第３部分延性部材を兼用していることを特徴としている。この荷重記録装置では、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の所定間隔と第１部分延性部材と第４部分延性部材の間の所定間隔の幅が異なっている。
第１部分延性部材と第３部分延性部材を兼用することによって第３部分延性部材を削減することができる。これにより、第３部分延性部材に必要な面積も削減できる。このため、この荷重記録装置は、安価で小型に作製され得る。
【００１６】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、部分延性部材の間に形成されているとともに一方の部分延性部材と他方の部分延性部材の双方から所定の間隔を残して配置されている中間部分延性部材をさらに備えていることが好ましい。
この形態の荷重記録装置は特に、複数の部分延性部材が設けられている場合に有用である。複数の部分延性部材が設けられている場合、それぞれの部分延性部材の間の距離を一定にし、中間部分延性部材の形状及び位置などを調整することによって各部分延性部材の間の実質的な間隔を調整することができる。即ち、それぞれの部分延性部材は共通形状にし、中間部分延性部材の形状及び位置などで各部分延性部材の間の実質的な間隔を調整する。この形態の荷重記録装置は、作製が容易という特徴を有する。
【００１７】
本発明の荷重記録装置では、基板に半導体基板が用いられているのが好ましい。
この荷重記録装置は、半導体プロセスを利用して簡単に作製することができる。この荷重記録装置は、安価で小型に作製され得る。
【００１８】
本発明の荷重記録装置では、延性部材にアルミニウム又は銅を主材料とする金属材料が用いられていることが好ましい。以下、アルミニウムを主材料とする金属材料をアルミニウム系材料と称し、銅を主材料とする金属材料を銅系材料と称すことがある。アルミニウム系材料には、アルミニウムにシリコンや銅を含むAl-Si、Al-Si-Cuを挙げることができる。
電気的な手法によって延性部材の塑性変形を検出する場合は、アルミニウム系材料又は銅系材料の導電性を利用することができる。光学的な手法によって延性部材の塑性変形を検出する場合は、アルミニウム系材料又は銅系材料の光反射を利用することができる。
【００１９】
本発明は、衝撃記録装置を提供することもできる。本発明の１つの衝撃記録装置は、上記の荷重記録装置と、その荷重記録装置に固定されているマスと、そのマスを摺動可能に収容しているとともに摺動方向の両端部が閉じている容器を備えている。
荷重記録装置とマスの複合体は、受けた衝撃による慣性力によって容器内を摺動方向に移動する。荷重記録装置とマスの複合体は、容器の両端部に衝突し、その衝突に応じた荷重が荷重記録装置によって記録される。この結果、記録された荷重値から受けた衝撃を換算することができる。
【００２０】
本発明が提供する他の１つの衝撃記録装置は、両端部が閉じている容器と、その容器の内部に固定して設けられており、受圧部材側を容器の内部に向けて固定されている上記の荷重記録装置と、その容器の内部に摺動可能に収容されているマスを備えている。
マスは、受けた衝撃による慣性力によって容器内を摺動方向に移動する。マスは、容器に固定されている荷重記録装置の受圧部材に直接的又は間接的に衝突し、その衝突に応じた荷重が荷重記録装置によって記録される。この結果、記録された荷重値から受けた衝撃を換算することができる。
【００２１】
本発明は、上記の荷重記録装置が設けられている輸送用梱包箱を提供することもできる。本発明は、安価に作製可能な荷重記録装置を提供することによって、過去に受けた荷重を記録できる安価な輸送用梱包箱を提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の荷重記録装置は、受圧部材を介して加わる荷重によって延性部材が塑性変形する現象を利用して受けた荷重の大きさを記録する。本発明の荷重記録装置は、高価な素子を必要としないので、安価に作製することができる。さらに、本発明の荷重記録装置は、無電源で過去に受けた荷重の大きさを記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の好ましい形態を列記する。
（第１形態） 延性部材には、アルミニウム、銅、マグネシウム、コバルト又はニッケル等を主材料とする金属材料を用いることができる。特に、記録された荷重を検出するときに電気的手法を利用する場合は、アルミニウム系材料、銅系材料、マグネシウム系材料等を用いるのが好ましい。記録された荷重を検出するときに光学的手法を利用する場合は、アルミニウム系材料、銅系材料、マグネシウム系材料等を用いるのが好ましい。記録された荷重を検出するときに磁気的手法を利用する場合は、コバルト系材料、ニッケル系材料等を用いるのが好ましい。
（第２形態） 基板には、半導体基板が用いられている。延性部材とコンタクト領域は、基板の表面に形成された不純物導入領域によって電気的に接続されている。
（第３形態） 固定抵抗が、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間に並列に接続されている。固定抵抗と第１部分延性部材の接続点が第１コンタクト領域に電気的に接続している。固定抵抗と第２部分延性部材の接続点が第２コンタクト領域に電気的に接続している。荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が接触すると、固定抵抗が短絡する。この現象を利用して、過去に受けた荷重の大きさに応じて測定される抵抗値が変動する荷重記録装置を構築することができる。
【実施例】
【００２４】
図面を参照して以下に実施例を詳細に説明する。
（第１実施例）
図１及び図２に、荷重記録装置１０の斜視図を模式的に示す。図３に、図２のIII-III線の縦断面図を示す。なお、図１では、荷重記録装置１０の構造の理解を助けるために、基板２０と受圧部材４０が分離した状態で図示されている。実際は、図２及び図３に示すように、基板２０と受圧部材４０は分離していない。
【００２５】
荷重記録装置１０は、基板２０と、受圧部材４０と、基板２０と受圧部材４０の間に設けられている延性材料製の延性部材３０を備えている。延性部材３０の剛性は、基板２０及び受圧部材４０の剛性よりも小さい。延性部材３０は、扁平な薄板状であり、基板２０と受圧部材４０の双方に接している。延性部材３０は、基板２０と受圧部材４０によって押圧された状態で設けられている。基板２０と受圧部材４０の間には、延性部材３０が存在する空間３１が形成されている。その空間３１は、基板２０と受圧部材４０の間に形成されている閉空間である。受圧部材４０は、延性部材３０の全体を覆って基板２０の表面に設けられている。基板２０と受圧部材４０は、空間３１の周囲を一巡して接合している。受圧部材４０の幅は、基板２０の幅よりも小さい。したがって、受圧部材４０の側面は、基板２０よりも側方に張り出していない。
【００２６】
図４に、荷重記録装置１０の要部拡大図を示す。図４（Ａ）に、荷重が加わる前の段階を示す。図４（Ｂ）に、荷重が加わった後の段階を示す。
図４に示すように、受圧部材４０を介して荷重が延性部材３０に加わると、延性部材３０はその荷重の大きさに応じて塑性変形する。延性部材３０の塑性変形量は、受圧部材４０が受けた荷重の大きさに応じて決定される。塑性変形した延性部材３０は、その状態を維持することができる。したがって、延性部材３０は、受圧部材４０が過去に受けた最大の荷重の大きさを記録することができる。
【００２７】
塑性変形した延性部材３０の状態は、様々な手法を利用して読み取ることができる。後の実施例で詳細するが、例えば電気的な手法を利用して読み取ることができる。その他に、光学的、磁気的、化学的、機械的等な手法を利用して読み取ることもできる。
例えば、光学的な手法を利用する場合は、延性部材３０に光反射する材料を採用し、基板２０又は受圧部材４０に透明な材料を採用してもよい。基板２０又は受圧部材４０を透過して延性部材３０にレーザ光を照射し、その反射光を検出する。延性部材３０が塑性変形して幅が広くなると、反射光が検出される範囲が広くなる。したがって、反射光が検出される範囲から過去に受けた荷重の大きさを換算することができる。
あるいは、延性部材３０に光を反射しない材料を採用し、基板２０の表面に光反射する材料を成膜し、受圧部材４０に透明な材料を採用してもよい。受圧部材４０を透過して基板２０の表面にレーザ光を照射し、その反射光を検出する。延性部材３０が塑性変形すると反射光が検出されない範囲が広くなる。したがって、反射光が検出されない範囲から過去に受けた荷重の大きさを換算することができる。
また、磁気的な手法を利用する場合は、延性部材３０に磁性材料を採用し、基板２０及び受圧部材４０に磁性を有さない材料を採用してもよい。延性部材３０は、それ単独で磁性材料であってもよく、あるいは磁性粒子が混入した材料であってもよい。延性部材３０が塑性変形すると、荷重が印加する前後で検出される延性部材３０の磁性状態が変化する。この磁性状態の変化から受けた荷重の大きさを換算することができる。
【００２８】
荷重記録装置１０は、受圧部材４０を介して加わる荷重によって延性部材３０が塑性変形する現象を利用して受けた荷重の大きさを記録する。荷重記録装置１０は、高価な素子を必要としない。したがって、荷重記録装置１０は、安価に作製することができる。
さらに、荷重記録装置１０は、無電源で過去に受けた荷重を記録することができる。したがって、電源供給用の電気機器を設ける必要がなく、装置の構造が簡単化される。
また、延性部材３０は、基板２０と受圧部材４０によって閉ざされている空間３１の中に設けられている。このため、延性部材３０を外部から分離することが困難である。したがって、記録された荷重値を改ざんすることを防止することができる。荷重記録装置１０は、不正防止にも有効である。
【００２９】
図５に、荷重記録装置１０を備えた衝撃記録装置１５０の断面図を模式的に示す。衝撃記録装置１５０は、受けた衝撃に基づく荷重を荷重記録装置１０で記録し、受けた衝撃を記録するための装置である。
図６に、衝撃記録装置１５０が輸送用梱包箱に設けられた一例を示す。図６（Ａ）は、輸送者が輸送用梱包箱を輸送している状態である。図６（Ｂ）は、輸送者が誤って輸送用梱包箱を落としてしまい、輸送用梱包箱が落下している状態である。図６（Ｃ）は、輸送用梱包箱が床に衝突した状態である。
図６に示すように、輸送用梱包箱を輸送するときに、輸送者が誤って輸送用梱包箱を落としてしまい、収納されている荷物に大きな衝撃を与えてしまうことがある。衝撃記録装置１５０は、輸送中に発生した衝撃に基づく荷重を記録する。記録された荷重から受けた衝撃を換算することができる。この結果、その衝撃によって荷物が致命的な損傷を受けたか否かを判断することができる。
【００３０】
図５に示すように、衝撃記録装置１５０は、上述の荷重記録装置１０と、その荷重記録装置１０の基板２０に固定されているマス１５５と、荷重記録装置１０の受圧部材４０に固定されている半球１５４を備えている。マス１５５は、荷重記録装置１０とマス１５５と半球１５４で構成される複合体（以下、可動複合体という）に質量を提供する。半球１５４は、受圧部材４０に力を均等に伝達するために有用である。マス１５５の材料には、金属等が用いられ、小型化には比重の大きい材料が適している。半球１５４の材料には、セラミック材料又は金属などが用いられる。土台ブロック１５２とガイド１５６とキャップ１５８は、円筒状の容器を構成している。ガイド１５６は、円筒状の形態を有しており、容器の側壁を構成している。土台ブロック１５２とキャップ１５８は、ガイド１５６の両端面に形成されており、容器の下面と上面を構成している。土台ブロック１５２は、ガイド１５６に固定されている。キャップ１５８は、ガイド１５６の一方端に着脱自在に設けられている。ガイド１５６の材料には、金属又は樹脂等が用いられる。土台ブロック１５２の材料には、金属又はセラミック材料等が用いられる。キャップ１５８の材料には、樹脂、金属又はセラミック材料等が用いられる。可動複合体は、土台ブロック１５２とガイド１５６とキャップ１５８で構成される容器内に収容されている。可動複合体は、容器内を矢印方向に沿って摺動可能に収容されている。なお、マス１５５とキャップ１５８の間に弾性部材（例えば、バネ）を設け、半球１５４が土台ブロック１５２に常に接している状態にしてもよい。
【００３１】
可動複合体は、図６（Ｂ）の輸送用梱包箱が落下しているときに慣性力によって容器内を矢印上方向に移動する。可動複合体は、図６（Ｃ）の輸送用梱包箱が床に衝突したときに、その衝撃による慣性力によって容器内を矢印下方向に移動し、土台ブロック１５２に衝突する。
ここで、複合体の総質量をＭとし、輸送用梱包箱が床に衝突する直前の速度をｖとする。衝突時間をΔｔとすると、発生する力の大きさＦは次式で表される。
Ｆ＝Ｍｖ／Δｔ
【００３２】
上記の力の大きさＦに相当する荷重は、土台ブロック１５２、半球１５４及び受圧部材４０を介して延性部材３０に加わる。荷重記録装置１０は、その荷重に応じた延性部材３０の塑性変形に基づいて、受けた荷重の大きさを記録する。この結果、記録された荷重値から受けた衝撃を換算することができる。
【００３３】
図７に、衝撃記録装置１５１の断面図を模式的に示す。衝撃記録装置１５１は、２つの荷重記録装置１０Ａ、１０Ｂが設けられている。ガイド１５６の両端部はいずれも、土台ブロック１５２Ａ、１５２Ｂで閉ざされている。荷重記録装置１０Ａは、可動複合体が土台ブロック１５２Ａに衝突したときの荷重の大きさを記録する。荷重記録装置１０Ｂは、可動複合体が土台ブロック１５２Ｂに衝突したときの荷重の大きさを記録する。
衝撃記録装置１５１は、輸送用梱包箱がその下面と上面のどちらから落下しても、輸送用梱包箱が床に衝突したときの衝撃に応じた荷重の大きさを記録することができる。
【００３４】
なお、図５及び図７の衝撃記録装置１５０、１５１では、記録された荷重値は、容器を分解して荷重記録装置１０、１０Ａ、１０Ｂを取り出した後に読み出することができる。あるいは、記録された荷重値は、図８及び図９に示すように、予め荷重記録装置１０、１０Ａ、１０Ｂからボンディングワイヤ６１、６３とハーメチック端子６５、６６を介して容器外に伸びるリード６２、６４を設けておき、そのリード６２、６４を利用して容器外から読み出すことが可能な構成にすることもできる。
【００３５】
図８（Ａ）に、衝撃記録装置２５０の断面図を模式的に示す。図８（Ｂ）に、半球１５４を除いた荷重記録装置１０の平面図と断面図を模式的に示す。なお、この荷重記録装置１０は、記録された荷重値を電気信号によって検出するタイプであり、その構成の詳細は後述の実施例で説明する。
衝撃記録装置２５０では、荷重記録装置１０が土台ブロック１５２に固定して設けられている。荷重記録装置１０では、受圧ブロック４０側が容器の内部に向けて固定されている。マス１５５は、容器の内部を摺動可能に収容されている。マス１５４は、受けた衝撃による慣性力によって容器内を上下方向に移動し、半球１５４に衝突する。マス１５４は、半球１５４を介して受圧ブロック４０に衝撃力を伝達し、その衝突に応じた荷重が荷重記録装置１０に記録される。
【００３６】
衝撃記録装置２５０は、基板２０の表面に形成されている第１コンタクト端子２２及び第２コンタクト端子２８を備えている。荷重記録装置２５０は、土台ブロック１５２を貫通して伸びている２つのハーメチック端子６５、６６を備えている。容器外のリード６２は、ハーメチック端子６５及びボンディングワイヤ６１を介して第１コンタクト端子２２に電気的に接続している。容器外のリード６４は、ハーメチック端子６６及びボンディングワイヤ６３を介して第２コンタクト端子２８に電気的に接続している。
詳細は後述するが、記録された荷重値は、第１コンタクト端子２２と第２コンタクト端子２８の間の導通・非導通状態の変化又は抵抗値の変化から検出することができる。したがって、衝撃記録装置２５０によると、リード６２とリード６４の間の導通・非導通状態の変化又は抵抗値の変化から荷重記録装置１０に記録された荷重値を検出することができる。衝撃記録装置２５０によると、容器を分解することなく、容器外から荷重記録装置１０に記録された荷重値を検出することができる。
【００３７】
図９に、衝撃記録装置２５１の断面図を模式的に示す。衝撃記録装置２５１は、２つの荷重記録装置１０Ａ、１０Ｂが設けられている。ガイド１５６の両端部はいずれも、土台ブロック１５２Ａ、１５２Ｂで閉ざされている。
衝撃記録装置２５１は、輸送用梱包箱がその下面と上面のどちらから落下しても、輸送用梱包箱が床に衝突したときの衝撃に応じた荷重の大きさを記録し、その記録された荷重値を容器外から検出することができる。
【００３８】
（第２実施例）
図１０に、荷重記録装置１１０の斜視図を模式的に示す。図１１に、図１０のXI-XI線の縦断面図と、受圧部材１４０を透過した平面図を示す。荷重記録装置１１０は、記録された荷重値を電気的手法で読み出すことができる。
【００３９】
荷重記録装置１１０は、基板１２０と、受圧部材１４０と、基板１２０と受圧部材１４０の間に設けられている延性材料製の延性部材１３０を備えている。基板１２０には、シリコンチップが用いられている。延性部材１３０には、アルミニウムが用いられている。受圧部材１４０には、ガラスブロックが用いられている。延性部材１３０は、基板１２０と受圧部材１４０の双方に接している。延性部材１３０は、基板１２０と受圧部材１４０によって押圧された状態で設けられている。基板１２０と受圧部材１４０の間には、延性部材１３０が存在する空間１３１が形成されている。受圧部材１４０は、延性部材１３０の全体を覆って基板１２０の表面に設けられている。基板１２０と受圧部材１４０は、その空間１３１の周囲で接合している。基板１２０と受圧部材１４０は、陽極接合を利用して接合されている。
【００４０】
延性部材１３０は、所定の間隔Ｗ１００を残して配置されている第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４を有している。第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４は、それぞれ扁平な薄板状の形態を有している。第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４は、平行に配置されている。第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間の所定間隔Ｗ１００は、一方方向に沿って一定に維持されている。
【００４１】
基板１２０の表面には、第１コンタクト端子１２２（第１コンタクト領域の一例）と第２コンタクト端子１２８（第２コンタクト領域の一例）が形成されている。第１コンタクト端子１２２及び第２コンタクト端子１２８には、アルミニウムが用いられている。第１コンタクト端子１２２及び第２コンタクト端子１２８は、基板１２０の表面のうち受圧部材１４０が接合していない部分に形成されている。したがって、第１コンタクト端子１２２及び第２コンタクト端子１２８は、外部に露出している。なお、第１コンタクト端子１２２及び第２コンタクト端子１２８は、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。
【００４２】
第１コンタクト端子１２２と第１部分延性部材１３２は、第１配線１２４を介して電気的に接続している。第１配線１２４には、アルミニウムが用いられている。なお、第１配線１２４は、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。
第２コンタクト端子１２８と第２部分延性部材１３４は、第２配線１２６を介して電気的に接続している。第２配線１２６には、アルミニウムが用いられている。なお、第２配線１２６は、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。
延性部材１３０と各コンタクト端子１２２、１２８と各配線１２４、１２６にはいずれも、アルミニウムが用いられている。これらは連続した一枚の層であり、アルミニウムを基板２０の表面にパターニングして同時に形成することができる。なお、各コンタクト端子１２２、１２８と各配線１２４、１２６が不純物導入領域の場合、各コンタクト端子１２２、１２８と各配線１２４、１２６は同一の不純物導入工程によって同時に形成することができる。
【００４３】
図１２に、荷重記録装置１１０の要部拡大図を示す。図１２（Ａ）に、荷重が加わる前の段階を示す。図１２（Ｂ）に、荷重が加わった後の段階を示す。
図１２（Ｂ）に示すように、受圧部材１４０を介して荷重が第１部分延性部材１３２及び第２部分延性部材１３４に加わると、第１部分延性部材１３２及び第２部分延性部材１３４はその荷重の大きさに応じて塑性変形する。この結果、所定の大きさの荷重よりも大きな荷重が加わると、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が塑性変形して接触する。荷重記録装置１１０では、荷重印加後に第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が塑性変形して接触したのを、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８間の電気の導通・非導通状態から判断することができる。即ち、荷重記録装置１１０では、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８間の電気の導通・非導通状態を調べるだけで、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が接触したか否かを判断することができる。
【００４４】
第１部分延性部材１３２及び第２部分延性部材１３４は、荷重の大きさに応じて塑性変形する。したがって、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が接触すると、所定間隔Ｗ１００に応じた荷重の大きさよりも大きな荷重が過去に印加されたと判断することができる。荷重記録装置１１０は、過去に受けた荷重の大きさを所定間隔Ｗ１００に応じた閾値によって非連続的に記録することができる。
【００４５】
特に、荷重記録装置１１０では、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の双方からの塑性変形によって接触する。第１部分延性部材１３２又は第２部分延性部材１３４のどちらか一方のみが設けられ、その一方の塑性変形によってのみ接触する場合に比して、同一の大きさの荷重を対象にしているのであれば、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間の間隔を広く設定することができる。換言すれば、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間の間隔の単位距離当りに係る荷重の大きさが小さくなる。したがって、荷重記録装置１１０は、荷重の大きさを高感度に記録することができる。
【００４６】
図１３に、延性部材１３０の変形例の一例を示す。図１３（Ａ）に、荷重が加わる前の段階を示す。図１３（Ｂ）に、荷重が加わった後の段階を示す。
変形例の延性部材１３０は、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間に中間部分延性部材１３３が形成されている。中間部分延性部材１３３の材料にはアルミニウムが用いられており、第１部分延性部材１３２及び第２部分延性部材１３４と同一工程で形成することができる。中間部分延性部材１３３は、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の双方から所定の間隔を残して配置されている。第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４は、所定の荷重が加わった後に中間部分延性部材１３３を介して電気的に接続する。
この形態の延性部材１３０は特に、後述するような複数の部分延性部材が設けられている場合に有効である。複数の部分延性部材が設けられている場合、それぞれの部分延性部材の間の距離を一定にし、中間部分延性部材１３３の形状及び位置などを調整することによって、各部分延性部材の間の実質的な間隔を調整することができる。即ち、それぞれの部分延性部材は共通形状にし、中間部分延性部材１３３の形状及び位置などで各部分延性部材の間の実質的な間隔を調整する。この形態の荷重記録装置は、作製が容易という特徴を有する。
【００４７】
図１４に、荷重記録装置１１０の変形例の一例を示す。
荷重記録装置１１０は、受圧部材１４０の中心領域１４２に、薄肉部１４３と厚肉部１４５が形成されている。厚肉部１４５は、延性部材１３０が存在する範囲に対応して形成されている。薄肉部１４３は、厚肉部１４５の周囲を一巡して形成されている。
薄肉部１４３が設けられていると、荷重が厚肉部１４５を介して延性部材１３０に集中する。このため、延性部材１３０の塑性変形量が大きくなる。この結果、荷重記録装置１１０は、過去に受けた荷重を高感度に記録することができる。
【００４８】
図１５に、荷重記録装置１１０の他の変形例の一例を示す。なお、図１５の縦断面図は、正確な断面図ではない。荷重記録装置１１０の特徴を表すために、実在しない断面図を描いている。
荷重記録装置１１０は、基板１２０に溝１２５が形成されている。溝１２５は、延性部材１３０が存在する範囲の周囲に形成されている。
溝１２５が設けられていると、荷重が受圧部材１４０を介して延性部材１３０に集中する。このため、延性部材１３０の塑性変形量が大きくなる。この結果、荷重記録装置１１０は、過去に受けた荷重を高感度に記録することができる。
【００４９】
（第３実施例）
図１６（Ａ）に、荷重記録装置２００の平面図を示す。図１６（Ｂ）に、荷重記録装置２００の等価回路を示す。なお、第２実施例の荷重記録装置１１０と実質的に同一の構成要素に関しては同一符号を付し、その説明を省略する。
荷重記録装置２００では、第１部分延性部材１３２が３つに分割されている。３つに分割された第１部分延性部材２３２のそれぞれは、異なる幅の間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃを残して第２部分延性部材１３４に対向している。上側第１部分延性部材１３２ａと第２部分延性部材１３４は、間隔Ｗａを残して対向している。中間第１部分延性部材１３２ｂと第２部分延性部材１３４は、間隔Ｗｂを残して対向している。下側第１部分延性部材１３２ｃと第２部分延性部材１３４は、間隔Ｗｃを残して対向している。ここで、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃの幅は、Ｗａ＜Ｗｂ＜Ｗｃの関係になっている。即ち、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間には、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃに応じて印加荷重の閾値が異なる３つのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが設けられていると評価できる。
【００５０】
第１コンタクト端子１２２と第１配線１２４も、３つに分割された第１部分延性部材１３２に対応して３つに分割されている。上側第１部分延性部材１３２ａと上側第１コンタクト端子１２２ａは、上側第１配線１２４ａを介して電気的に接続している。中間第１部分延性部材１３２ｂと中間第１コンタクト端子１２２ｂは、中間第１配線１２４ｂを介して電気的に接続している。下側第１部分延性部材１３２ｃと下側第１コンタクト端子１２２ｂは、下側第１配線１２４ｃを介して電気的に接続している。
【００５１】
荷重記録装置２００では、上側第１コンタクト端子１２２ａと第２コンタクト端子１２８間の電気的な導通・非導通状態（即ち、スイッチＷａの開閉状態）、中間第１コンタクト端子１２２ｂと第２コンタクト端子１２８間の電気的な導通・非導通状態（即ち、スイッチＷｂの開閉状態）、下側第１コンタクト端子１２２ｃと第２コンタクト端子１２８の電気的な導通・非導通状態（即ち、スイッチＷｃの開閉状態）を調べることによって、過去に受けた荷重の大きさを検出することができる。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが開いたままである。したがって、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが開いたままであれば、過去に受けた荷重の大きさは間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａは閉じ、スイッチＷｂとスイッチＷｃは開いたままである。したがって、スイッチＷａのみが閉じていれば、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａとスイッチＷｂは閉じ、スイッチＷｃは開いたままである。したがって、スイッチＷａとスイッチＷｂのみが閉じていれば、過去に受けた荷重の大きさは間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じる。したがって、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じていれば、過去に受けた荷重の大きさは間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きいと判断される。
【００５２】
荷重記録装置２００は、過去に受けた最大の荷重の大きさを複数の閾値によって区切られた非連続的な値として記録することができる。複数の閾値を設定することによって、過去に受けた荷重の大きさをより細かく記録することができる。
【００５３】
（第４実施例）
図１７（Ａ）に、荷重記録装置３００の平面図を示す。図１７（Ｂ）に、荷重記録装置３００の等価回路を示す。なお、第２実施例の荷重記録装置１１０と実質的に同一の構成要素に関しては同一符号を付し、その説明を省略する。
荷重記録装置３００では、延性部材３３０が４つの部分延性部材３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、３３２ｄに分割されている。４つの部分延性部材３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、３３２ｄは、共通形状であり、平行に配置されている。
第１部分延性部材３３２ａと第２部分延性部材３３２ｂは、間隔Ｗａを残して対向している。第２部分延性部材３３２ｂと第３部分延性部材３３２ｃは、間隔Ｗｂを残して対向している。第３部分延性部材３３２ｃと第４部分延性部材３３２ｄは、間隔Ｗｃを残して対向している。ここで、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃの幅は、Ｗａ＜Ｗｂ＜Ｗｃの関係になっている。延性部材３３０は、４つの部分延性部材３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、３３２ｄを利用して、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃに応じて印加荷重の閾値が異なる３つのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃの直列回路を構成している。
【００５４】
図１７（Ｂ）に示すように、第１部分延性部材３３２ａと第２部分延性部材３３２ｂの間には、第１抵抗領域３３５Ｒａが形成されている。第２部分延性部材３３２ｂと第３部分延性部材３３２ｃの間には、第２抵抗領域３３５Ｒｂが形成されている。第３部分延性部材３３２ｃと第４部分延性部材３３２ｄの間には、第３抵抗領域３３５Ｒｃが形成されている。
第１部分延性部材３３２ａは、第１連結配線３３３ａを介して第２配線１２６と第１抵抗領域３３５Ｒａの間に電気的に接続している。第２部分延性部材３３２ｂは、第２連結配線３３３ｂを介して第１抵抗領域３３３Ｒａと第２抵抗領域３３５Ｒｂの間に電気的に接続している。第３部分延性部材３３２ｃは、第３連結配線３３３ｃを介して第２抵抗領域３３３Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの間に電気的に接続している。第４部分延性部材３３２ｄは、第４連結配線３３３ｄを介して第３抵抗領域３３３Ｒｃと第１配線１２４の間に電気的に接続している。
各抵抗領域３３５Ｒａ、３３５Ｒｂ、３３５Ｒｃは、基板１２０の表面に不純物が導入された不純物導入領域である。各連結配線３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄには、アルミニウムが用いられている。各連結配線３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄは、延性部材３３０などと同一工程で同時に形成することができる。
【００５５】
荷重記録装置３００では、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値の大きさから、過去に受けた荷重の大きさを検出することができる。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃは開いたままである。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第１抵抗領域３３５Ｒａと第２抵抗領域３３５Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの直列抵抗となる。測定される抵抗値が第１抵抗領域３３５Ｒａと第２抵抗領域３３５Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの直列抵抗に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａは閉じ、スイッチＷｂとスイッチＷｃは開いたままである。スイッチＷａが閉じると、第１抵抗領域３３５Ｒａは短絡する。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第２抵抗領域３３５Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの直列抵抗となる。測定される抵抗値が第２抵抗領域３３５Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの直列抵抗に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａとスイッチＷｂは閉じ、スイッチＷｃは開いたままである。スイッチＷａとスイッチＷｂが閉じると、第１抵抗領域３３５Ｒａと第２抵抗領域３３５Ｒｂは短絡する。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第３抵抗領域３３５Ｒｃの抵抗値となる。測定される抵抗値が第３抵抗領域３３５Ｒｃの抵抗値に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重が間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じる。全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じると、全ての抵抗領域３３５Ｒａ、３３５Ｒｂ、３３５Ｒｃが短絡する。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、各配線に寄生する抵抗値となる。測定される抵抗値が各配線の寄生抵抗値に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きいと判断される。
【００５６】
なお、荷重記録装置３００では、第１配線１２４、第２配線１２６及び各連結配線３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄが、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。この場合、それら配線と各抵抗領域３３５Ｒａ、３３５Ｒｂ、３３５Ｒｃは、導入する不純物の濃度を調整することによって作り分けることができる。
第１配線１２４、第２配線１２６及び各連結配線３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄが不純物導入領域であれば、印加荷重によってそれらが塑性変形することがない。したがって、それらの配線の寄生抵抗が変動することがない。この結果、印加荷重を正確に記録することができ得る。
【００５７】
（第５実施例）
図１８（Ａ）に、荷重記録装置４００の平面図を示す。図１８（Ｂ）に、荷重記録装置４００の等価回路を示す。
荷重記録装置４００では、延性部材４３０が４つの部分延性部材４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃ、４３２ｄに分割されている。４つの部分延性部材４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃ、４３２ｄは、共通形状である。第２部分延性部材４３２ｂと第３部分延性部材４３２ｃと第４部分延性部材４３２ｄは、第１部分延性部材４３２ａの周囲に配置されている。第１部分延性部材４３２ａと第２部分延性部材４３２ｂは、間隔Ｗａを残して対向している。第１部分延性部材４３２ａと第３部分延性部材４３２ｃは、間隔Ｗｂを残して対向している。第１部分延性部材４３２ａと第４部分延性部材４３２ｄは、間隔Ｗｃを残して対向している。ここで、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃの幅は、Ｗａ＜Ｗｂ＜Ｗｃの関係になっている。延性部材４３０は、４つの部分延性部材４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃ、４３２ｄを利用して、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃに応じて印加荷重の閾値が異なる３つのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃを構成している。
【００５８】
第２部分延性部材４３２ｂと第３部分延性部材４３２ｃの間には、第１抵抗領域４３５Ｒａが形成されている。第３部分延性部材４３２ｃと第４部分延性部材４３２ｄの間には、第２抵抗領域４３５Ｒｂが形成されている。
第１部分延性部材４３２ａと第２コンタクト端子１２８は、第２配線１２６を介して電気的に接続している。第４部分延性部材４３２ｄと第１コンタクト端子１２２は、第１配線１２４を介して電気的に接続している。
各抵抗領域４３５Ｒａ、４３５Ｒｂは、基板１２０の表面に不純物を低濃度に導入した不純物導入領域である。
【００５９】
荷重記録装置４００では、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８間の電気的な導通・非導通状態及び抵抗値の大きさの組合せから、過去に受けた荷重の大きさを検出することができる。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが開いたままである。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８間が電気的に非導通であれば、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａは閉じ、スイッチＷｂとスイッチＷｃは開いたままである。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第１抵抗領域４３５Ｒａと第２抵抗領域４３５Ｒｂの直列抵抗となる。測定される抵抗値が第１抵抗領域４３５Ｒａと第２抵抗領域４３５Ｒｂの直列抵抗に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａとスイッチＷｂは閉じ、スイッチＷｃは開いたままである。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第２抵抗領域４３５Ｒｂの抵抗値となる。測定される抵抗値が第２抵抗領域４３５Ｒｂの抵抗値に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じる。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、各配線に寄生する抵抗値となる。測定される抵抗値が各配線の寄生抵抗値に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きいと判断される。
【００６０】
なお、荷重記録装置４００では、第１配線１２４及び第２配線１２６が、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。それら配線と各抵抗領域４３５Ｒａ、４３５Ｒｂは、導入する不純物の濃度を調整することによって作り分けることができる。
第１配線１２４及び第２配線１２６が不純物導入領域であれば、印加荷重によってそれらが塑性変形することがない。したがって、それらの配線の寄生抵抗が変動することがない。この結果、印加荷重を正確に記録することができ得る。
【００６１】
（第６実施例）
図１９（Ａ）に、荷重記録装置５００の平面図を示す。図１９（Ｂ）に、荷重記録装置５００の等価回路を示す。図２０に、図１９のXX-XX線の縦断面図を示す。図２１に、図１７のXXI-XXI線の縦断面図を示す。図２２に、図１９のXXII-XXII線の縦断面図を示す。
荷重記録装置５００では、基板１２０の表面にトレンチ５２５が形成されており、そのトレンチ５２５内に埋設延性部材５３０が埋設されている。埋設延性部材５３０は、トレンチ５２５内を完全に充填しておらず、トレンチ５２５の一部には空間が残されている。埋設延性部材５３０の高さは、トレンチ５２５の高さよりも高く形成されており、一部の埋設延性部材５３０が基板１２０の表面から突出している。
【００６２】
トレンチ５２５の一方の側壁には、第１側壁領域５２４ａが形成されている。トレンチ５２５の他方の側壁には、第２側壁領域５２６ａが形成されている。第１側壁領域５２４ａ及び第２側壁領域５２６ａは、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域である。第１側壁領域５２４ａと第１コンタクト端子１２２は、第１配線領域１２４Ａと第１コンタクト接続領域１２２ａを介して電気的に接続している。第１配線領域１２４Ａと第１コンタクト接続領域１２２ａは、基板１２０の表面に不純物が高濃度に導入した不純物導入領域である。第１コンタクト接続領域１２２ａは、第１コンタクト端子１２２の裏面に対向して広く形成されており、第１配線領域１２４Ａと第１コンタクト端子１２２の接触抵抗を小さくしている。第２側壁領域５２６ａと第２コンタクト端子１２８は、第２配線領域１２６Ａと第２コンタクト接続領域１２８ａを介して電気的に接続している。第２配線領域１２６Ａと第２コンタクト接続領域１２８ａは、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域である。第２コンタクト接続領域１２８ａは、第２コンタクト端子１２８の裏面に対向して広く形成されており、第２配線領域１２６Ａと第２コンタクト端子１２８の接触抵抗を小さくしている。
なお、第１側壁領域５２４ａ、第２側壁領域５２６ａ、第１配線領域１２４Ａ、第２配線領域１２６Ａ、第１コンタクト接続領域１２２ａ及び第２コンタクト接続領域１２８ａは、同一の不純物導入工程によって同時に形成することができる。
【００６３】
図２３に、荷重記録装置５００の要部拡大図を示す。図２３（Ａ）に、荷重が加わる前の段階を示す。図２３（Ｂ）に、荷重が加わった後の段階を示す。
荷重が加わると、埋設延性部材５３０は、トレンチ５２５内の空間に沿って塑性変形する。これにより、埋設延性部材５３０と第１側壁領域５２４ａの接触面積及び埋設延性部材５３０と第２側壁領域５２６ａの接触面積の双方が増大する。この結果、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２４の間の抵抗値は、接触面積の増大に応じて小さくなる。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２４の間の抵抗値の大きさから、過去に受けた荷重の大きさを換算することができる。
【００６４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１実施例の荷重記録装置の斜視図を模式的に示す。
【図２】第１実施例の荷重記録装置の斜視図を模式的に示す。
【図３】第１実施例の荷重記録装置の縦断面図を模式的に示す。
【図４】（Ａ）荷重が印加する前の延性部材の状態を示す。（Ｂ）荷重が印加された後の延性部材の状態を示す。
【図５】衝撃記録装置の断面図を模式的に示す。
【図６】（Ａ）輸送者が輸送用梱包箱を輸送している状態を示す。（Ｂ）輸送用梱包箱が落下している状態を示す。（Ｃ）輸送用梱包箱が地面に落下した状態を示す。
【図７】双軸方向の衝撃を測定可能な衝撃記録装置の断面図を示す。
【図８】（Ａ）リードを有する衝撃記録装置の断面図を模式的に示す。（Ｂ）リードを有する衝撃記録装置の荷重記録装置の平面図と断面図を模式的に示す。
【図９】リードを有する衝撃記録装置であって、双軸方向の衝撃を測定可能な衝撃記録装置の断面図を示す。
【図１０】第２実施例の荷重記録装置の斜視図を示す。
【図１１】第２実施例の荷重記録装置の縦断面図と平面図を示す。
【図１２】（Ａ）荷重が印加する前の延性部材の状態を示す。（Ｂ）荷重が印加された後の延性部材の状態を示す。
【図１３】（Ａ）荷重が印加する前の変形例の延性部材の状態を示す。（Ｂ）荷重が印加された後の変形例の延性部材の状態を示す。
【図１４】変形例の荷重記録装置の一例を示す。
【図１５】変形例の荷重記録装置の他の一例を示す。
【図１６】（Ａ）第２実施例の荷重記録装置の平面図を模式的に示す。（Ｂ）第２実施例の荷重記録装置の等価回路を示す。
【図１７】（Ａ）第３実施例の荷重記録装置の平面図を模式的に示す。（Ｂ）第３実施例の荷重記録装置の等価回路を示す。
【図１８】（Ａ）第４実施例の荷重記録装置の平面図を模式的に示す。（Ｂ）第４実施例の荷重記録装置の等価回路を示す。
【図１９】（Ａ）第５実施例の荷重記録装置の平面図を模式的に示す。（Ｂ）第５実施例の荷重記録装置の等価回路を示す。
【図２０】図１９のXX-XX線の縦断面図を示す。
【図２１】図１９のXXI-XXI線の縦断面図を示す。
【図２２】図１９のXXII-XXII線の縦断面図を示す。
【図２３】（Ａ）荷重が印加する前の延性部材の状態を示す。（Ｂ）荷重が印加された後の延性部材の状態を示す。
【符号の説明】
【００６６】
２０：基板
３０：延性部材
３１、１３１：空間
４０、１４０：受圧部材
１２２：第１コンタクト端子
１２４：第１配線
１２６：第２配線
１２８：第２コンタクト端子
１３２：第１部分延性部材
１３３：中間部分延性部材
１３４：第２部分延性部材
１５２：土台ブロック
１５４：半球
１５５：マス
１５６：ガイド
１５８：キャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受けた荷重を記録する荷重記録装置に関する。本発明はまた、その荷重記録装置を備えている衝撃記録装置にも関する。本発明はまた、荷重記録装置を備えている輸送用梱包箱にも関する。
【背景技術】
【０００２】
物体が受けた荷重の大きさを記録し、その記録された荷重値を利用したい場面が多く存在する。例えば、荷物を輸送するときに、輸送者が誤って荷物を落としてしまい、荷物に大きな衝撃を与えてしまうことがある。輸送中に発生した衝撃に基づく荷重を記録しておけば、その衝撃によって荷物が致命的な損傷を受けたか否かを判断することができる。また、荷重記録装置は、移動体（車両など）が衝突した場合にも有用である。その衝突の衝撃に基づく荷重を記録しておけば、事故原因の究明に利用することができる。
【０００３】
この種の荷重記録装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の荷重記録装置は、圧電効果を有する加速度センサと不揮発性メモリを備えている。特許文献１の荷重記録装置は、衝撃を受けたときに発生する加速度を加速度センサで電力に変換し、その電力を不揮発性メモリに記録する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２０１５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の荷重記録装置では、圧電効果を有する加速度センサや、不揮発性メモリなどの高価な素子が用いられている。このため、特許文献１の荷重記録装置は、製造に要するコストが高くなる。
本発明は、安価に作製することが可能な荷重記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の荷重記録装置は、基板と、受圧部材と、その基板と受圧部材の間に設けられている延性材料製の延性部材を備えている。本発明の荷重記録装置は、受圧部材が受けた荷重の大きさを延性部材の塑性変形量に記録することを特徴としている。
本発明の荷重記録装置は、受圧部材を介して加わる荷重によって延性部材が塑性変形する現象を利用する。延性部材の塑性変形量は、受圧部材が受けた荷重に応じて決定される。塑性変形した延性部材は、その状態をほぼ維持することができる。したがって、延性部材には、受圧部材が過去に受けた最大の荷重の大きさが記録される。荷重の大きさを記録するためには、様々な手法が採用され得る。例えば、延性部材の塑性変形した形態そのものに基づいて受けた荷重の大きさを記録してもよい。あるいは、延性部材が塑性変形することによって引き起こされる他の物理現象に基づいて受けた荷重の大きさを記録してもよい。また、過去に受けた最大の荷重の大きさは、閾値によって区切られた非連続的な値として記録されてもよい。なお、本発明の荷重記録装置では、記録された荷重の大きさを読み取るためにも、様々な手法が採用され得る。例えば、延性部材の塑性変形を電気的、光学的、磁気的、化学的、機械的等な手法によって読み取ることができる。
本発明の荷重記録装置は、受圧部材を介して加わる荷重によって延性部材が塑性変形する現象を利用して受けた荷重の大きさを記録する。本発明の荷重記録装置は、高価な素子を必要としない。したがって、本発明の荷重記録装置は、安価に作製することができる。
【０００７】
本発明の荷重記録装置では、延性部材の剛性が、基板及び受圧部材の剛性よりも小さいことが好ましい。
これにより、延性部材に荷重が集中し、延性部材の塑性変形量が増大する。この形態の荷重記録装置は、過去に受けた荷重を高感度に記録することができる。
【０００８】
本発明の荷重記録装置では、基板と受圧部材の間に、延性部材が設けられている空間の範囲と、基板と受圧部材が接している範囲が存在している。基板と受圧部材が接している範囲では、基板と受圧部材が接合していることが好ましい。
基板と受圧部材が接合していると、受圧部材に加わる荷重のうち接合面に平行な方向の荷重は、延性部材に伝わることが抑制される。したがって、受圧部材に加わる荷重のうち接合面に直交する方向の荷重のみが、延性部材に伝わることができる。このため、延性部材は、接合面に平行な方向の荷重の影響を受けないで、接合面に直交する方向の荷重に基づいて塑性変形することができる。延性部材に伝わる荷重の方向を制限することによって、延性部材の塑性変形量と荷重の大きさの間の相関関係を強くすることができる。上記の荷重記録装置は、過去に受けた荷重の大きさを正確に記録することができる。
【０００９】
本発明の荷重記録装置では、基板と受圧部材が接合している範囲が、延性部材が設けられている空間の範囲の周囲に形成されていることが好ましい。
この形態によると、延性部材が設けられている空間の範囲が基板と受圧部材が接合している範囲によって外部から閉じられる。したがって、外部から延性部材の状態を改ざんすることができない。この形態は、不正防止に有用である。
【００１０】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、基準位置との間に所定の間隔を残して配置されているのが好ましい。本発明の荷重記録装置では、荷重印加後に延性部材が塑性変形して基準位置に到達したのを指標に、前記所定間隔に応じた荷重の大きさを記録することを特徴としている。ここで、基準位置とは、物質が存在していない位置を指す場合や、物質が存在することによって画定されている位置を指す場合の両者を含む。
上記の荷重記録装置では、荷重印加前に延性部材と基準位置の間に残されている所定間隔が、所定の荷重の大きさに対応している。荷重印加後に延性部材が塑性変形してその基準位置に到達すれば、その所定の荷重の大きさよりも大きな荷重が過去に印加されたと判断することができる。過去に受けた最大の荷重の大きさは、閾値によって区切られた非連続的な値として記録される。
【００１１】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、複数の基準位置との間に幅の異なる複数の間隔を残して配置されているのが好ましい。本発明の荷重記録装置では、荷重印加後に延性部材が塑性変形して複数の基準位置のうち到達した基準位置を指標に、その基準位置に応じた荷重の大きさを記録することを特徴としている。
複数の基準位置を用意しておくことによって、過去に受けた荷重の大きさをより細かく記録することができる。
【００１２】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、所定の間隔を残して配置されている第１部分延性部材と第２部分延性部材を有しているのが好ましい。この形態の荷重記録装置では、荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が塑性変形して接触したのを指標に、前記所定間隔に応じた荷重の大きさを記録することを特徴としている。
この形態の荷重記録装置では、第１部分延性部材と第２部分延性部材が、第１部分延性部材と第２部分延性部材の双方からの塑性変形によって接触する。第１部分延性部材又は第２部分延性部材のどちらか一方のみが設けられ、その一方の塑性変形のみによって接触する場合に比して、同一の大きさの荷重を対象にしているのであれば、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の間隔を広く設定することができる。換言すれば、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の間隔の単位距離当りに係る荷重の大きさが小さくなる。したがって、この形態の荷重記録装置は、高感度に荷重の大きさを記録することができる。
【００１３】
本発明の荷重記録装置では、第１部分延性部材及び第２部分延性部材が、導電性を有しているのが好ましい。この荷重記録装置ではさらに、第１部分延性部材に電気的に接続しているとともに外部に露出している第１コンタクト領域と、第２部分延性部材に電気的に接続しているとともに外部に露出している第２コンタクト領域を有しているのが好ましい。この荷重記録装置では、荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が塑性変形して接触したのを、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域間の電気の導通・非導通状態から判断することを特徴としている。
この形態の荷重記録装置は、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域間の電気の導通・非導通状態を調べるだけで、第１部分延性部材及び第２部分延性部材の間の所定間隔に応じた荷重よりも大きな荷重が過去に印加されたか否かを判断することができる。
【００１４】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、所定の間隔を残して配置されている第３部分延性部材と第４部分延性部材をさらに備えているのが好ましい。この荷重記録装置では、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の所定間隔と第３部分延性部材と第４部分延性部材の間の所定間隔の幅が異なっていることを特徴としている。
複数の所定間隔を用意しておくことによって、過去に受けた荷重の大きさをより細かく記録することができる。
【００１５】
本発明の荷重記録装置では、第１部分延性部材が第３部分延性部材を兼用していることを特徴としている。この荷重記録装置では、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の所定間隔と第１部分延性部材と第４部分延性部材の間の所定間隔の幅が異なっている。
第１部分延性部材と第３部分延性部材を兼用することによって第３部分延性部材を削減することができる。これにより、第３部分延性部材に必要な面積も削減できる。このため、この荷重記録装置は、安価で小型に作製され得る。
【００１６】
本発明の荷重記録装置では、延性部材が、部分延性部材の間に形成されているとともに一方の部分延性部材と他方の部分延性部材の双方から所定の間隔を残して配置されている中間部分延性部材をさらに備えていることが好ましい。
この形態の荷重記録装置は特に、複数の部分延性部材が設けられている場合に有用である。複数の部分延性部材が設けられている場合、それぞれの部分延性部材の間の距離を一定にし、中間部分延性部材の形状及び位置などを調整することによって各部分延性部材の間の実質的な間隔を調整することができる。即ち、それぞれの部分延性部材は共通形状にし、中間部分延性部材の形状及び位置などで各部分延性部材の間の実質的な間隔を調整する。この形態の荷重記録装置は、作製が容易という特徴を有する。
【００１７】
本発明の荷重記録装置では、基板に半導体基板が用いられているのが好ましい。
この荷重記録装置は、半導体プロセスを利用して簡単に作製することができる。この荷重記録装置は、安価で小型に作製され得る。
【００１８】
本発明の荷重記録装置では、延性部材にアルミニウム又は銅を主材料とする金属材料が用いられていることが好ましい。以下、アルミニウムを主材料とする金属材料をアルミニウム系材料と称し、銅を主材料とする金属材料を銅系材料と称すことがある。アルミニウム系材料には、アルミニウムにシリコンや銅を含むAl-Si、Al-Si-Cuを挙げることができる。
電気的な手法によって延性部材の塑性変形を検出する場合は、アルミニウム系材料又は銅系材料の導電性を利用することができる。光学的な手法によって延性部材の塑性変形を検出する場合は、アルミニウム系材料又は銅系材料の光反射を利用することができる。
【００１９】
本発明は、衝撃記録装置を提供することもできる。本発明の１つの衝撃記録装置は、上記の荷重記録装置と、その荷重記録装置に固定されているマスと、そのマスを摺動可能に収容しているとともに摺動方向の両端部が閉じている容器を備えている。
荷重記録装置とマスの複合体は、受けた衝撃による慣性力によって容器内を摺動方向に移動する。荷重記録装置とマスの複合体は、容器の両端部に衝突し、その衝突に応じた荷重が荷重記録装置によって記録される。この結果、記録された荷重値から受けた衝撃を換算することができる。
【００２０】
本発明が提供する他の１つの衝撃記録装置は、両端部が閉じている容器と、その容器の内部に固定して設けられており、受圧部材側を容器の内部に向けて固定されている上記の荷重記録装置と、その容器の内部に摺動可能に収容されているマスを備えている。
マスは、受けた衝撃による慣性力によって容器内を摺動方向に移動する。マスは、容器に固定されている荷重記録装置の受圧部材に直接的又は間接的に衝突し、その衝突に応じた荷重が荷重記録装置によって記録される。この結果、記録された荷重値から受けた衝撃を換算することができる。
【００２１】
本発明は、上記の荷重記録装置が設けられている輸送用梱包箱を提供することもできる。本発明は、安価に作製可能な荷重記録装置を提供することによって、過去に受けた荷重を記録できる安価な輸送用梱包箱を提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の荷重記録装置は、受圧部材を介して加わる荷重によって延性部材が塑性変形する現象を利用して受けた荷重の大きさを記録する。本発明の荷重記録装置は、高価な素子を必要としないので、安価に作製することができる。さらに、本発明の荷重記録装置は、無電源で過去に受けた荷重の大きさを記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の好ましい形態を列記する。
（第１形態） 延性部材には、アルミニウム、銅、マグネシウム、コバルト又はニッケル等を主材料とする金属材料を用いることができる。特に、記録された荷重を検出するときに電気的手法を利用する場合は、アルミニウム系材料、銅系材料、マグネシウム系材料等を用いるのが好ましい。記録された荷重を検出するときに光学的手法を利用する場合は、アルミニウム系材料、銅系材料、マグネシウム系材料等を用いるのが好ましい。記録された荷重を検出するときに磁気的手法を利用する場合は、コバルト系材料、ニッケル系材料等を用いるのが好ましい。
（第２形態） 基板には、半導体基板が用いられている。延性部材とコンタクト領域は、基板の表面に形成された不純物導入領域によって電気的に接続されている。
（第３形態） 固定抵抗が、第１部分延性部材と第２部分延性部材の間に並列に接続されている。固定抵抗と第１部分延性部材の接続点が第１コンタクト領域に電気的に接続している。固定抵抗と第２部分延性部材の接続点が第２コンタクト領域に電気的に接続している。荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が接触すると、固定抵抗が短絡する。この現象を利用して、過去に受けた荷重の大きさに応じて測定される抵抗値が変動する荷重記録装置を構築することができる。
【実施例】
【００２４】
図面を参照して以下に実施例を詳細に説明する。
（第１実施例）
図１及び図２に、荷重記録装置１０の斜視図を模式的に示す。図３に、図２のIII-III線の縦断面図を示す。なお、図１では、荷重記録装置１０の構造の理解を助けるために、基板２０と受圧部材４０が分離した状態で図示されている。実際は、図２及び図３に示すように、基板２０と受圧部材４０は分離していない。
【００２５】
荷重記録装置１０は、基板２０と、受圧部材４０と、基板２０と受圧部材４０の間に設けられている延性材料製の延性部材３０を備えている。延性部材３０の剛性は、基板２０及び受圧部材４０の剛性よりも小さい。延性部材３０は、扁平な薄板状であり、基板２０と受圧部材４０の双方に接している。延性部材３０は、基板２０と受圧部材４０によって押圧された状態で設けられている。基板２０と受圧部材４０の間には、延性部材３０が存在する空間３１が形成されている。その空間３１は、基板２０と受圧部材４０の間に形成されている閉空間である。受圧部材４０は、延性部材３０の全体を覆って基板２０の表面に設けられている。基板２０と受圧部材４０は、空間３１の周囲を一巡して接合している。受圧部材４０の幅は、基板２０の幅よりも小さい。したがって、受圧部材４０の側面は、基板２０よりも側方に張り出していない。
【００２６】
図４に、荷重記録装置１０の要部拡大図を示す。図４（Ａ）に、荷重が加わる前の段階を示す。図４（Ｂ）に、荷重が加わった後の段階を示す。
図４に示すように、受圧部材４０を介して荷重が延性部材３０に加わると、延性部材３０はその荷重の大きさに応じて塑性変形する。延性部材３０の塑性変形量は、受圧部材４０が受けた荷重の大きさに応じて決定される。塑性変形した延性部材３０は、その状態を維持することができる。したがって、延性部材３０は、受圧部材４０が過去に受けた最大の荷重の大きさを記録することができる。
【００２７】
塑性変形した延性部材３０の状態は、様々な手法を利用して読み取ることができる。後の実施例で詳細するが、例えば電気的な手法を利用して読み取ることができる。その他に、光学的、磁気的、化学的、機械的等な手法を利用して読み取ることもできる。
例えば、光学的な手法を利用する場合は、延性部材３０に光反射する材料を採用し、基板２０又は受圧部材４０に透明な材料を採用してもよい。基板２０又は受圧部材４０を透過して延性部材３０にレーザ光を照射し、その反射光を検出する。延性部材３０が塑性変形して幅が広くなると、反射光が検出される範囲が広くなる。したがって、反射光が検出される範囲から過去に受けた荷重の大きさを換算することができる。
あるいは、延性部材３０に光を反射しない材料を採用し、基板２０の表面に光反射する材料を成膜し、受圧部材４０に透明な材料を採用してもよい。受圧部材４０を透過して基板２０の表面にレーザ光を照射し、その反射光を検出する。延性部材３０が塑性変形すると反射光が検出されない範囲が広くなる。したがって、反射光が検出されない範囲から過去に受けた荷重の大きさを換算することができる。
また、磁気的な手法を利用する場合は、延性部材３０に磁性材料を採用し、基板２０及び受圧部材４０に磁性を有さない材料を採用してもよい。延性部材３０は、それ単独で磁性材料であってもよく、あるいは磁性粒子が混入した材料であってもよい。延性部材３０が塑性変形すると、荷重が印加する前後で検出される延性部材３０の磁性状態が変化する。この磁性状態の変化から受けた荷重の大きさを換算することができる。
【００２８】
荷重記録装置１０は、受圧部材４０を介して加わる荷重によって延性部材３０が塑性変形する現象を利用して受けた荷重の大きさを記録する。荷重記録装置１０は、高価な素子を必要としない。したがって、荷重記録装置１０は、安価に作製することができる。
さらに、荷重記録装置１０は、無電源で過去に受けた荷重を記録することができる。したがって、電源供給用の電気機器を設ける必要がなく、装置の構造が簡単化される。
また、延性部材３０は、基板２０と受圧部材４０によって閉ざされている空間３１の中に設けられている。このため、延性部材３０を外部から分離することが困難である。したがって、記録された荷重値を改ざんすることを防止することができる。荷重記録装置１０は、不正防止にも有効である。
【００２９】
図５に、荷重記録装置１０を備えた衝撃記録装置１５０の断面図を模式的に示す。衝撃記録装置１５０は、受けた衝撃に基づく荷重を荷重記録装置１０で記録し、受けた衝撃を記録するための装置である。
図６に、衝撃記録装置１５０が輸送用梱包箱に設けられた一例を示す。図６（Ａ）は、輸送者が輸送用梱包箱を輸送している状態である。図６（Ｂ）は、輸送者が誤って輸送用梱包箱を落としてしまい、輸送用梱包箱が落下している状態である。図６（Ｃ）は、輸送用梱包箱が床に衝突した状態である。
図６に示すように、輸送用梱包箱を輸送するときに、輸送者が誤って輸送用梱包箱を落としてしまい、収納されている荷物に大きな衝撃を与えてしまうことがある。衝撃記録装置１５０は、輸送中に発生した衝撃に基づく荷重を記録する。記録された荷重から受けた衝撃を換算することができる。この結果、その衝撃によって荷物が致命的な損傷を受けたか否かを判断することができる。
【００３０】
図５に示すように、衝撃記録装置１５０は、上述の荷重記録装置１０と、その荷重記録装置１０の基板２０に固定されているマス１５５と、荷重記録装置１０の受圧部材４０に固定されている半球１５４を備えている。マス１５５は、荷重記録装置１０とマス１５５と半球１５４で構成される複合体（以下、可動複合体という）に質量を提供する。半球１５４は、受圧部材４０に力を均等に伝達するために有用である。マス１５５の材料には、金属等が用いられ、小型化には比重の大きい材料が適している。半球１５４の材料には、セラミック材料又は金属などが用いられる。土台ブロック１５２とガイド１５６とキャップ１５８は、円筒状の容器を構成している。ガイド１５６は、円筒状の形態を有しており、容器の側壁を構成している。土台ブロック１５２とキャップ１５８は、ガイド１５６の両端面に形成されており、容器の下面と上面を構成している。土台ブロック１５２は、ガイド１５６に固定されている。キャップ１５８は、ガイド１５６の一方端に着脱自在に設けられている。ガイド１５６の材料には、金属又は樹脂等が用いられる。土台ブロック１５２の材料には、金属又はセラミック材料等が用いられる。キャップ１５８の材料には、樹脂、金属又はセラミック材料等が用いられる。可動複合体は、土台ブロック１５２とガイド１５６とキャップ１５８で構成される容器内に収容されている。可動複合体は、容器内を矢印方向に沿って摺動可能に収容されている。なお、マス１５５とキャップ１５８の間に弾性部材（例えば、バネ）を設け、半球１５４が土台ブロック１５２に常に接している状態にしてもよい。
【００３１】
可動複合体は、図６（Ｂ）の輸送用梱包箱が落下しているときに慣性力によって容器内を矢印上方向に移動する。可動複合体は、図６（Ｃ）の輸送用梱包箱が床に衝突したときに、その衝撃による慣性力によって容器内を矢印下方向に移動し、土台ブロック１５２に衝突する。
ここで、複合体の総質量をＭとし、輸送用梱包箱が床に衝突する直前の速度をｖとする。衝突時間をΔｔとすると、発生する力の大きさＦは次式で表される。
Ｆ＝Ｍｖ／Δｔ
【００３２】
上記の力の大きさＦに相当する荷重は、土台ブロック１５２、半球１５４及び受圧部材４０を介して延性部材３０に加わる。荷重記録装置１０は、その荷重に応じた延性部材３０の塑性変形に基づいて、受けた荷重の大きさを記録する。この結果、記録された荷重値から受けた衝撃を換算することができる。
【００３３】
図７に、衝撃記録装置１５１の断面図を模式的に示す。衝撃記録装置１５１は、２つの荷重記録装置１０Ａ、１０Ｂが設けられている。ガイド１５６の両端部はいずれも、土台ブロック１５２Ａ、１５２Ｂで閉ざされている。荷重記録装置１０Ａは、可動複合体が土台ブロック１５２Ａに衝突したときの荷重の大きさを記録する。荷重記録装置１０Ｂは、可動複合体が土台ブロック１５２Ｂに衝突したときの荷重の大きさを記録する。
衝撃記録装置１５１は、輸送用梱包箱がその下面と上面のどちらから落下しても、輸送用梱包箱が床に衝突したときの衝撃に応じた荷重の大きさを記録することができる。
【００３４】
なお、図５及び図７の衝撃記録装置１５０、１５１では、記録された荷重値は、容器を分解して荷重記録装置１０、１０Ａ、１０Ｂを取り出した後に読み出することができる。あるいは、記録された荷重値は、図８及び図９に示すように、予め荷重記録装置１０、１０Ａ、１０Ｂからボンディングワイヤ６１、６３とハーメチック端子６５、６６を介して容器外に伸びるリード６２、６４を設けておき、そのリード６２、６４を利用して容器外から読み出すことが可能な構成にすることもできる。
【００３５】
図８（Ａ）に、衝撃記録装置２５０の断面図を模式的に示す。図８（Ｂ）に、半球１５４を除いた荷重記録装置１０の平面図と断面図を模式的に示す。なお、この荷重記録装置１０は、記録された荷重値を電気信号によって検出するタイプであり、その構成の詳細は後述の実施例で説明する。
衝撃記録装置２５０では、荷重記録装置１０が土台ブロック１５２に固定して設けられている。荷重記録装置１０では、受圧ブロック４０側が容器の内部に向けて固定されている。マス１５５は、容器の内部を摺動可能に収容されている。マス１５４は、受けた衝撃による慣性力によって容器内を上下方向に移動し、半球１５４に衝突する。マス１５４は、半球１５４を介して受圧ブロック４０に衝撃力を伝達し、その衝突に応じた荷重が荷重記録装置１０に記録される。
【００３６】
衝撃記録装置２５０は、基板２０の表面に形成されている第１コンタクト端子２２及び第２コンタクト端子２８を備えている。荷重記録装置２５０は、土台ブロック１５２を貫通して伸びている２つのハーメチック端子６５、６６を備えている。容器外のリード６２は、ハーメチック端子６５及びボンディングワイヤ６１を介して第１コンタクト端子２２に電気的に接続している。容器外のリード６４は、ハーメチック端子６６及びボンディングワイヤ６３を介して第２コンタクト端子２８に電気的に接続している。
詳細は後述するが、記録された荷重値は、第１コンタクト端子２２と第２コンタクト端子２８の間の導通・非導通状態の変化又は抵抗値の変化から検出することができる。したがって、衝撃記録装置２５０によると、リード６２とリード６４の間の導通・非導通状態の変化又は抵抗値の変化から荷重記録装置１０に記録された荷重値を検出することができる。衝撃記録装置２５０によると、容器を分解することなく、容器外から荷重記録装置１０に記録された荷重値を検出することができる。
【００３７】
図９に、衝撃記録装置２５１の断面図を模式的に示す。衝撃記録装置２５１は、２つの荷重記録装置１０Ａ、１０Ｂが設けられている。ガイド１５６の両端部はいずれも、土台ブロック１５２Ａ、１５２Ｂで閉ざされている。
衝撃記録装置２５１は、輸送用梱包箱がその下面と上面のどちらから落下しても、輸送用梱包箱が床に衝突したときの衝撃に応じた荷重の大きさを記録し、その記録された荷重値を容器外から検出することができる。
【００３８】
（第２実施例）
図１０に、荷重記録装置１１０の斜視図を模式的に示す。図１１に、図１０のXI-XI線の縦断面図と、受圧部材１４０を透過した平面図を示す。荷重記録装置１１０は、記録された荷重値を電気的手法で読み出すことができる。
【００３９】
荷重記録装置１１０は、基板１２０と、受圧部材１４０と、基板１２０と受圧部材１４０の間に設けられている延性材料製の延性部材１３０を備えている。基板１２０には、シリコンチップが用いられている。延性部材１３０には、アルミニウムが用いられている。受圧部材１４０には、ガラスブロックが用いられている。延性部材１３０は、基板１２０と受圧部材１４０の双方に接している。延性部材１３０は、基板１２０と受圧部材１４０によって押圧された状態で設けられている。基板１２０と受圧部材１４０の間には、延性部材１３０が存在する空間１３１が形成されている。受圧部材１４０は、延性部材１３０の全体を覆って基板１２０の表面に設けられている。基板１２０と受圧部材１４０は、その空間１３１の周囲で接合している。基板１２０と受圧部材１４０は、陽極接合を利用して接合されている。
【００４０】
延性部材１３０は、所定の間隔Ｗ１００を残して配置されている第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４を有している。第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４は、それぞれ扁平な薄板状の形態を有している。第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４は、平行に配置されている。第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間の所定間隔Ｗ１００は、一方方向に沿って一定に維持されている。
【００４１】
基板１２０の表面には、第１コンタクト端子１２２（第１コンタクト領域の一例）と第２コンタクト端子１２８（第２コンタクト領域の一例）が形成されている。第１コンタクト端子１２２及び第２コンタクト端子１２８には、アルミニウムが用いられている。第１コンタクト端子１２２及び第２コンタクト端子１２８は、基板１２０の表面のうち受圧部材１４０が接合していない部分に形成されている。したがって、第１コンタクト端子１２２及び第２コンタクト端子１２８は、外部に露出している。なお、第１コンタクト端子１２２及び第２コンタクト端子１２８は、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。
【００４２】
第１コンタクト端子１２２と第１部分延性部材１３２は、第１配線１２４を介して電気的に接続している。第１配線１２４には、アルミニウムが用いられている。なお、第１配線１２４は、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。
第２コンタクト端子１２８と第２部分延性部材１３４は、第２配線１２６を介して電気的に接続している。第２配線１２６には、アルミニウムが用いられている。なお、第２配線１２６は、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。
延性部材１３０と各コンタクト端子１２２、１２８と各配線１２４、１２６にはいずれも、アルミニウムが用いられている。これらは連続した一枚の層であり、アルミニウムを基板２０の表面にパターニングして同時に形成することができる。なお、各コンタクト端子１２２、１２８と各配線１２４、１２６が不純物導入領域の場合、各コンタクト端子１２２、１２８と各配線１２４、１２６は同一の不純物導入工程によって同時に形成することができる。
【００４３】
図１２に、荷重記録装置１１０の要部拡大図を示す。図１２（Ａ）に、荷重が加わる前の段階を示す。図１２（Ｂ）に、荷重が加わった後の段階を示す。
図１２（Ｂ）に示すように、受圧部材１４０を介して荷重が第１部分延性部材１３２及び第２部分延性部材１３４に加わると、第１部分延性部材１３２及び第２部分延性部材１３４はその荷重の大きさに応じて塑性変形する。この結果、所定の大きさの荷重よりも大きな荷重が加わると、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が塑性変形して接触する。荷重記録装置１１０では、荷重印加後に第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が塑性変形して接触したのを、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８間の電気の導通・非導通状態から判断することができる。即ち、荷重記録装置１１０では、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８間の電気の導通・非導通状態を調べるだけで、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が接触したか否かを判断することができる。
【００４４】
第１部分延性部材１３２及び第２部分延性部材１３４は、荷重の大きさに応じて塑性変形する。したがって、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が接触すると、所定間隔Ｗ１００に応じた荷重の大きさよりも大きな荷重が過去に印加されたと判断することができる。荷重記録装置１１０は、過去に受けた荷重の大きさを所定間隔Ｗ１００に応じた閾値によって非連続的に記録することができる。
【００４５】
特に、荷重記録装置１１０では、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４が、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の双方からの塑性変形によって接触する。第１部分延性部材１３２又は第２部分延性部材１３４のどちらか一方のみが設けられ、その一方の塑性変形によってのみ接触する場合に比して、同一の大きさの荷重を対象にしているのであれば、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間の間隔を広く設定することができる。換言すれば、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間の間隔の単位距離当りに係る荷重の大きさが小さくなる。したがって、荷重記録装置１１０は、荷重の大きさを高感度に記録することができる。
【００４６】
図１３に、延性部材１３０の変形例の一例を示す。図１３（Ａ）に、荷重が加わる前の段階を示す。図１３（Ｂ）に、荷重が加わった後の段階を示す。
変形例の延性部材１３０は、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間に中間部分延性部材１３３が形成されている。中間部分延性部材１３３の材料にはアルミニウムが用いられており、第１部分延性部材１３２及び第２部分延性部材１３４と同一工程で形成することができる。中間部分延性部材１３３は、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の双方から所定の間隔を残して配置されている。第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４は、所定の荷重が加わった後に中間部分延性部材１３３を介して電気的に接続する。
この形態の延性部材１３０は特に、後述するような複数の部分延性部材が設けられている場合に有効である。複数の部分延性部材が設けられている場合、それぞれの部分延性部材の間の距離を一定にし、中間部分延性部材１３３の形状及び位置などを調整することによって、各部分延性部材の間の実質的な間隔を調整することができる。即ち、それぞれの部分延性部材は共通形状にし、中間部分延性部材１３３の形状及び位置などで各部分延性部材の間の実質的な間隔を調整する。この形態の荷重記録装置は、作製が容易という特徴を有する。
【００４７】
図１４に、荷重記録装置１１０の変形例の一例を示す。
荷重記録装置１１０は、受圧部材１４０の中心領域１４２に、薄肉部１４３と厚肉部１４５が形成されている。厚肉部１４５は、延性部材１３０が存在する範囲に対応して形成されている。薄肉部１４３は、厚肉部１４５の周囲を一巡して形成されている。
薄肉部１４３が設けられていると、荷重が厚肉部１４５を介して延性部材１３０に集中する。このため、延性部材１３０の塑性変形量が大きくなる。この結果、荷重記録装置１１０は、過去に受けた荷重を高感度に記録することができる。
【００４８】
図１５に、荷重記録装置１１０の他の変形例の一例を示す。なお、図１５の縦断面図は、正確な断面図ではない。荷重記録装置１１０の特徴を表すために、実在しない断面図を描いている。
荷重記録装置１１０は、基板１２０に溝１２５が形成されている。溝１２５は、延性部材１３０が存在する範囲の周囲に形成されている。
溝１２５が設けられていると、荷重が受圧部材１４０を介して延性部材１３０に集中する。このため、延性部材１３０の塑性変形量が大きくなる。この結果、荷重記録装置１１０は、過去に受けた荷重を高感度に記録することができる。
【００４９】
（第３実施例）
図１６（Ａ）に、荷重記録装置２００の平面図を示す。図１６（Ｂ）に、荷重記録装置２００の等価回路を示す。なお、第２実施例の荷重記録装置１１０と実質的に同一の構成要素に関しては同一符号を付し、その説明を省略する。
荷重記録装置２００では、第１部分延性部材１３２が３つに分割されている。３つに分割された第１部分延性部材２３２のそれぞれは、異なる幅の間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃを残して第２部分延性部材１３４に対向している。上側第１部分延性部材１３２ａと第２部分延性部材１３４は、間隔Ｗａを残して対向している。中間第１部分延性部材１３２ｂと第２部分延性部材１３４は、間隔Ｗｂを残して対向している。下側第１部分延性部材１３２ｃと第２部分延性部材１３４は、間隔Ｗｃを残して対向している。ここで、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃの幅は、Ｗａ＜Ｗｂ＜Ｗｃの関係になっている。即ち、第１部分延性部材１３２と第２部分延性部材１３４の間には、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃに応じて印加荷重の閾値が異なる３つのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが設けられていると評価できる。
【００５０】
第１コンタクト端子１２２と第１配線１２４も、３つに分割された第１部分延性部材１３２に対応して３つに分割されている。上側第１部分延性部材１３２ａと上側第１コンタクト端子１２２ａは、上側第１配線１２４ａを介して電気的に接続している。中間第１部分延性部材１３２ｂと中間第１コンタクト端子１２２ｂは、中間第１配線１２４ｂを介して電気的に接続している。下側第１部分延性部材１３２ｃと下側第１コンタクト端子１２２ｂは、下側第１配線１２４ｃを介して電気的に接続している。
【００５１】
荷重記録装置２００では、上側第１コンタクト端子１２２ａと第２コンタクト端子１２８間の電気的な導通・非導通状態（即ち、スイッチＷａの開閉状態）、中間第１コンタクト端子１２２ｂと第２コンタクト端子１２８間の電気的な導通・非導通状態（即ち、スイッチＷｂの開閉状態）、下側第１コンタクト端子１２２ｃと第２コンタクト端子１２８の電気的な導通・非導通状態（即ち、スイッチＷｃの開閉状態）を調べることによって、過去に受けた荷重の大きさを検出することができる。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが開いたままである。したがって、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが開いたままであれば、過去に受けた荷重の大きさは間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａは閉じ、スイッチＷｂとスイッチＷｃは開いたままである。したがって、スイッチＷａのみが閉じていれば、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａとスイッチＷｂは閉じ、スイッチＷｃは開いたままである。したがって、スイッチＷａとスイッチＷｂのみが閉じていれば、過去に受けた荷重の大きさは間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じる。したがって、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じていれば、過去に受けた荷重の大きさは間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きいと判断される。
【００５２】
荷重記録装置２００は、過去に受けた最大の荷重の大きさを複数の閾値によって区切られた非連続的な値として記録することができる。複数の閾値を設定することによって、過去に受けた荷重の大きさをより細かく記録することができる。
【００５３】
（第４実施例）
図１７（Ａ）に、荷重記録装置３００の平面図を示す。図１７（Ｂ）に、荷重記録装置３００の等価回路を示す。なお、第２実施例の荷重記録装置１１０と実質的に同一の構成要素に関しては同一符号を付し、その説明を省略する。
荷重記録装置３００では、延性部材３３０が４つの部分延性部材３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、３３２ｄに分割されている。４つの部分延性部材３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、３３２ｄは、共通形状であり、平行に配置されている。
第１部分延性部材３３２ａと第２部分延性部材３３２ｂは、間隔Ｗａを残して対向している。第２部分延性部材３３２ｂと第３部分延性部材３３２ｃは、間隔Ｗｂを残して対向している。第３部分延性部材３３２ｃと第４部分延性部材３３２ｄは、間隔Ｗｃを残して対向している。ここで、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃの幅は、Ｗａ＜Ｗｂ＜Ｗｃの関係になっている。延性部材３３０は、４つの部分延性部材３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、３３２ｄを利用して、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃに応じて印加荷重の閾値が異なる３つのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃの直列回路を構成している。
【００５４】
図１７（Ｂ）に示すように、第１部分延性部材３３２ａと第２部分延性部材３３２ｂの間には、第１抵抗領域３３５Ｒａが形成されている。第２部分延性部材３３２ｂと第３部分延性部材３３２ｃの間には、第２抵抗領域３３５Ｒｂが形成されている。第３部分延性部材３３２ｃと第４部分延性部材３３２ｄの間には、第３抵抗領域３３５Ｒｃが形成されている。
第１部分延性部材３３２ａは、第１連結配線３３３ａを介して第２配線１２６と第１抵抗領域３３５Ｒａの間に電気的に接続している。第２部分延性部材３３２ｂは、第２連結配線３３３ｂを介して第１抵抗領域３３３Ｒａと第２抵抗領域３３５Ｒｂの間に電気的に接続している。第３部分延性部材３３２ｃは、第３連結配線３３３ｃを介して第２抵抗領域３３３Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの間に電気的に接続している。第４部分延性部材３３２ｄは、第４連結配線３３３ｄを介して第３抵抗領域３３３Ｒｃと第１配線１２４の間に電気的に接続している。
各抵抗領域３３５Ｒａ、３３５Ｒｂ、３３５Ｒｃは、基板１２０の表面に不純物が導入された不純物導入領域である。各連結配線３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄには、アルミニウムが用いられている。各連結配線３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄは、延性部材３３０などと同一工程で同時に形成することができる。
【００５５】
荷重記録装置３００では、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値の大きさから、過去に受けた荷重の大きさを検出することができる。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃは開いたままである。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第１抵抗領域３３５Ｒａと第２抵抗領域３３５Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの直列抵抗となる。測定される抵抗値が第１抵抗領域３３５Ｒａと第２抵抗領域３３５Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの直列抵抗に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａは閉じ、スイッチＷｂとスイッチＷｃは開いたままである。スイッチＷａが閉じると、第１抵抗領域３３５Ｒａは短絡する。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第２抵抗領域３３５Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの直列抵抗となる。測定される抵抗値が第２抵抗領域３３５Ｒｂと第３抵抗領域３３５Ｒｃの直列抵抗に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａとスイッチＷｂは閉じ、スイッチＷｃは開いたままである。スイッチＷａとスイッチＷｂが閉じると、第１抵抗領域３３５Ｒａと第２抵抗領域３３５Ｒｂは短絡する。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第３抵抗領域３３５Ｒｃの抵抗値となる。測定される抵抗値が第３抵抗領域３３５Ｒｃの抵抗値に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重が間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じる。全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じると、全ての抵抗領域３３５Ｒａ、３３５Ｒｂ、３３５Ｒｃが短絡する。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、各配線に寄生する抵抗値となる。測定される抵抗値が各配線の寄生抵抗値に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きいと判断される。
【００５６】
なお、荷重記録装置３００では、第１配線１２４、第２配線１２６及び各連結配線３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄが、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。この場合、それら配線と各抵抗領域３３５Ｒａ、３３５Ｒｂ、３３５Ｒｃは、導入する不純物の濃度を調整することによって作り分けることができる。
第１配線１２４、第２配線１２６及び各連結配線３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄが不純物導入領域であれば、印加荷重によってそれらが塑性変形することがない。したがって、それらの配線の寄生抵抗が変動することがない。この結果、印加荷重を正確に記録することができ得る。
【００５７】
（第５実施例）
図１８（Ａ）に、荷重記録装置４００の平面図を示す。図１８（Ｂ）に、荷重記録装置４００の等価回路を示す。
荷重記録装置４００では、延性部材４３０が４つの部分延性部材４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃ、４３２ｄに分割されている。４つの部分延性部材４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃ、４３２ｄは、共通形状である。第２部分延性部材４３２ｂと第３部分延性部材４３２ｃと第４部分延性部材４３２ｄは、第１部分延性部材４３２ａの周囲に配置されている。第１部分延性部材４３２ａと第２部分延性部材４３２ｂは、間隔Ｗａを残して対向している。第１部分延性部材４３２ａと第３部分延性部材４３２ｃは、間隔Ｗｂを残して対向している。第１部分延性部材４３２ａと第４部分延性部材４３２ｄは、間隔Ｗｃを残して対向している。ここで、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃの幅は、Ｗａ＜Ｗｂ＜Ｗｃの関係になっている。延性部材４３０は、４つの部分延性部材４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃ、４３２ｄを利用して、間隔Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃに応じて印加荷重の閾値が異なる３つのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃを構成している。
【００５８】
第２部分延性部材４３２ｂと第３部分延性部材４３２ｃの間には、第１抵抗領域４３５Ｒａが形成されている。第３部分延性部材４３２ｃと第４部分延性部材４３２ｄの間には、第２抵抗領域４３５Ｒｂが形成されている。
第１部分延性部材４３２ａと第２コンタクト端子１２８は、第２配線１２６を介して電気的に接続している。第４部分延性部材４３２ｄと第１コンタクト端子１２２は、第１配線１２４を介して電気的に接続している。
各抵抗領域４３５Ｒａ、４３５Ｒｂは、基板１２０の表面に不純物を低濃度に導入した不純物導入領域である。
【００５９】
荷重記録装置４００では、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８間の電気的な導通・非導通状態及び抵抗値の大きさの組合せから、過去に受けた荷重の大きさを検出することができる。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが開いたままである。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８間が電気的に非導通であれば、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａは閉じ、スイッチＷｂとスイッチＷｃは開いたままである。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第１抵抗領域４３５Ｒａと第２抵抗領域４３５Ｒｂの直列抵抗となる。測定される抵抗値が第１抵抗領域４３５Ｒａと第２抵抗領域４３５Ｒｂの直列抵抗に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗａに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｂに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さい場合、スイッチＷａとスイッチＷｂは閉じ、スイッチＷｃは開いたままである。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、第２抵抗領域４３５Ｒｂの抵抗値となる。測定される抵抗値が第２抵抗領域４３５Ｒｂの抵抗値に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗｂに応じた大きさよりも大きく、間隔Ｗｃに応じた大きさよりも小さいと判断される。
過去に受けた荷重の大きさが間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きい場合、全てのスイッチＷａ、Ｗｂ、Ｗｃが閉じる。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２８の間の抵抗値は、各配線に寄生する抵抗値となる。測定される抵抗値が各配線の寄生抵抗値に実質的に等しければ、過去に受けた荷重は間隔Ｗｃに応じた大きさよりも大きいと判断される。
【００６０】
なお、荷重記録装置４００では、第１配線１２４及び第２配線１２６が、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域であってもよい。それら配線と各抵抗領域４３５Ｒａ、４３５Ｒｂは、導入する不純物の濃度を調整することによって作り分けることができる。
第１配線１２４及び第２配線１２６が不純物導入領域であれば、印加荷重によってそれらが塑性変形することがない。したがって、それらの配線の寄生抵抗が変動することがない。この結果、印加荷重を正確に記録することができ得る。
【００６１】
（第６実施例）
図１９（Ａ）に、荷重記録装置５００の平面図を示す。図１９（Ｂ）に、荷重記録装置５００の等価回路を示す。図２０に、図１９のXX-XX線の縦断面図を示す。図２１に、図１７のXXI-XXI線の縦断面図を示す。図２２に、図１９のXXII-XXII線の縦断面図を示す。
荷重記録装置５００では、基板１２０の表面にトレンチ５２５が形成されており、そのトレンチ５２５内に埋設延性部材５３０が埋設されている。埋設延性部材５３０は、トレンチ５２５内を完全に充填しておらず、トレンチ５２５の一部には空間が残されている。埋設延性部材５３０の高さは、トレンチ５２５の高さよりも高く形成されており、一部の埋設延性部材５３０が基板１２０の表面から突出している。
【００６２】
トレンチ５２５の一方の側壁には、第１側壁領域５２４ａが形成されている。トレンチ５２５の他方の側壁には、第２側壁領域５２６ａが形成されている。第１側壁領域５２４ａ及び第２側壁領域５２６ａは、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域である。第１側壁領域５２４ａと第１コンタクト端子１２２は、第１配線領域１２４Ａと第１コンタクト接続領域１２２ａを介して電気的に接続している。第１配線領域１２４Ａと第１コンタクト接続領域１２２ａは、基板１２０の表面に不純物が高濃度に導入した不純物導入領域である。第１コンタクト接続領域１２２ａは、第１コンタクト端子１２２の裏面に対向して広く形成されており、第１配線領域１２４Ａと第１コンタクト端子１２２の接触抵抗を小さくしている。第２側壁領域５２６ａと第２コンタクト端子１２８は、第２配線領域１２６Ａと第２コンタクト接続領域１２８ａを介して電気的に接続している。第２配線領域１２６Ａと第２コンタクト接続領域１２８ａは、基板１２０の表面に不純物を高濃度に導入した不純物導入領域である。第２コンタクト接続領域１２８ａは、第２コンタクト端子１２８の裏面に対向して広く形成されており、第２配線領域１２６Ａと第２コンタクト端子１２８の接触抵抗を小さくしている。
なお、第１側壁領域５２４ａ、第２側壁領域５２６ａ、第１配線領域１２４Ａ、第２配線領域１２６Ａ、第１コンタクト接続領域１２２ａ及び第２コンタクト接続領域１２８ａは、同一の不純物導入工程によって同時に形成することができる。
【００６３】
図２３に、荷重記録装置５００の要部拡大図を示す。図２３（Ａ）に、荷重が加わる前の段階を示す。図２３（Ｂ）に、荷重が加わった後の段階を示す。
荷重が加わると、埋設延性部材５３０は、トレンチ５２５内の空間に沿って塑性変形する。これにより、埋設延性部材５３０と第１側壁領域５２４ａの接触面積及び埋設延性部材５３０と第２側壁領域５２６ａの接触面積の双方が増大する。この結果、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２４の間の抵抗値は、接触面積の増大に応じて小さくなる。したがって、第１コンタクト端子１２２と第２コンタクト端子１２４の間の抵抗値の大きさから、過去に受けた荷重の大きさを換算することができる。
【００６４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１実施例の荷重記録装置の斜視図を模式的に示す。
【図２】第１実施例の荷重記録装置の斜視図を模式的に示す。
【図３】第１実施例の荷重記録装置の縦断面図を模式的に示す。
【図４】（Ａ）荷重が印加する前の延性部材の状態を示す。（Ｂ）荷重が印加された後の延性部材の状態を示す。
【図５】衝撃記録装置の断面図を模式的に示す。
【図６】（Ａ）輸送者が輸送用梱包箱を輸送している状態を示す。（Ｂ）輸送用梱包箱が落下している状態を示す。（Ｃ）輸送用梱包箱が地面に落下した状態を示す。
【図７】双軸方向の衝撃を測定可能な衝撃記録装置の断面図を示す。
【図８】（Ａ）リードを有する衝撃記録装置の断面図を模式的に示す。（Ｂ）リードを有する衝撃記録装置の荷重記録装置の平面図と断面図を模式的に示す。
【図９】リードを有する衝撃記録装置であって、双軸方向の衝撃を測定可能な衝撃記録装置の断面図を示す。
【図１０】第２実施例の荷重記録装置の斜視図を示す。
【図１１】第２実施例の荷重記録装置の縦断面図と平面図を示す。
【図１２】（Ａ）荷重が印加する前の延性部材の状態を示す。（Ｂ）荷重が印加された後の延性部材の状態を示す。
【図１３】（Ａ）荷重が印加する前の変形例の延性部材の状態を示す。（Ｂ）荷重が印加された後の変形例の延性部材の状態を示す。
【図１４】変形例の荷重記録装置の一例を示す。
【図１５】変形例の荷重記録装置の他の一例を示す。
【図１６】（Ａ）第２実施例の荷重記録装置の平面図を模式的に示す。（Ｂ）第２実施例の荷重記録装置の等価回路を示す。
【図１７】（Ａ）第３実施例の荷重記録装置の平面図を模式的に示す。（Ｂ）第３実施例の荷重記録装置の等価回路を示す。
【図１８】（Ａ）第４実施例の荷重記録装置の平面図を模式的に示す。（Ｂ）第４実施例の荷重記録装置の等価回路を示す。
【図１９】（Ａ）第５実施例の荷重記録装置の平面図を模式的に示す。（Ｂ）第５実施例の荷重記録装置の等価回路を示す。
【図２０】図１９のXX-XX線の縦断面図を示す。
【図２１】図１９のXXI-XXI線の縦断面図を示す。
【図２２】図１９のXXII-XXII線の縦断面図を示す。
【図２３】（Ａ）荷重が印加する前の延性部材の状態を示す。（Ｂ）荷重が印加された後の延性部材の状態を示す。
【符号の説明】
【００６６】
２０：基板
３０：延性部材
３１、１３１：空間
４０、１４０：受圧部材
１２２：第１コンタクト端子
１２４：第１配線
１２６：第２配線
１２８：第２コンタクト端子
１３２：第１部分延性部材
１３３：中間部分延性部材
１３４：第２部分延性部材
１５２：土台ブロック
１５４：半球
１５５：マス
１５６：ガイド
１５８：キャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受けた荷重を記録する装置であって、
基板と、
受圧部材と、
その基板と受圧部材の間に設けられている延性材料製の延性部材を備えており、
受圧部材が受けた荷重の大きさを延性部材の塑性変形量に記録することを特徴とする荷重記録装置。
【請求項２】
延性部材の剛性は、基板及び受圧部材の剛性よりも小さいことを特徴とする請求項１の荷重記録装置。
【請求項３】
基板と受圧部材の間には、延性部材が設けられている空間の範囲と、基板と受圧部材が接している範囲が存在していることを特徴とする請求項１又は２の荷重記録装置。
【請求項４】
基板と受圧部材が接している範囲では、基板と受圧部材が接合していることを特徴とする請求項３の荷重記録装置。
【請求項５】
基板と受圧部材が接合している範囲は、延性部材が設けられている空間の範囲の周囲に形成されていることを特徴とする請求項４の荷重記録装置。
【請求項６】
延性部材は、基準位置との間に所定の間隔を残して配置されており、
荷重印加後に延性部材が塑性変形して基準位置に到達したのを指標に、前記所定間隔に応じた荷重の大きさを記録することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの荷重記録装置。
【請求項７】
延性部材は、複数の基準位置との間に幅の異なる複数の間隔を残して配置されており、
荷重印加後に延性部材が塑性変形して複数の基準位置のうち到達した基準位置を指標に、その基準位置に応じた荷重の大きさを記録することを特徴とする請求項６の荷重記録装置。
【請求項８】
延性部材は、所定の間隔を残して配置されている第１部分延性部材と第２部分延性部材を有しており、
荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が塑性変形して接触したのを指標に、前記所定間隔に応じた荷重の大きさを記録することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの荷重記録装置。
【請求項９】
第１部分延性部材及び第２部分延性部材は、導電性を有しており、
荷重記録装置はさらに、
第１部分延性部材に電気的に接続しているとともに外部に露出している第１コンタクト領域と、
第２部分延性部材に電気的に接続しているとともに外部に露出している第２コンタクト領域を有しており、
荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が塑性変形して接触したのを、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域間の電気の導通・非導通状態から判断することを特徴とする請求項８の荷重記録装置。
【請求項１０】
延性部材は、所定の間隔を残して配置されている第３部分延性部材と第４部分延性部材をさらに備えており、
第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の所定間隔と第３部分延性部材と第４部分延性部材の間の所定間隔は、幅が異なっていることを特徴とする請求項８又は９の荷重記録装置。
【請求項１１】
第１部分延性部材は、第３部分延性部材を兼用していることを特徴とする請求項１０の荷重記録装置。
【請求項１２】
延性部材は、前記部分延性部材の間に形成されているとともに一方の部分延性部材と他方の部分延性部材の双方から所定の間隔を残して配置されている中間部分延性部材をさらに備えていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかの荷重記録装置。
【請求項１３】
基板には、半導体基板が用いられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの荷重記録装置。
【請求項１４】
延性部材には、アルミニウム又は銅を主材料とする金属材料が用いられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかの荷重記録装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかの荷重記録装置と、
その荷重記録装置に固定されているマスと、
そのマスを摺動可能に収容しているとともに摺動方向の両端部が閉じている容器を備えている衝撃記録装置。
【請求項１６】
両端部が閉じている容器と、
その容器の内部に固定して設けられており、受圧部材側を容器の内部に向けて固定されている請求項１〜１４のいずれかの荷重記録装置と、
その容器の内部に摺動可能に収容されているマスを備えている衝撃記録装置。
【請求項１７】
請求項１〜１４のいずれかの荷重記録装置が設けられている輸送用梱包箱。
【請求項１】
受けた荷重を記録する装置であって、
基板と、
受圧部材と、
その基板と受圧部材の間に設けられている延性材料製の延性部材を備えており、
受圧部材が受けた荷重の大きさを延性部材の塑性変形量に記録することを特徴とする荷重記録装置。
【請求項２】
延性部材の剛性は、基板及び受圧部材の剛性よりも小さいことを特徴とする請求項１の荷重記録装置。
【請求項３】
基板と受圧部材の間には、延性部材が設けられている空間の範囲と、基板と受圧部材が接している範囲が存在していることを特徴とする請求項１又は２の荷重記録装置。
【請求項４】
基板と受圧部材が接している範囲では、基板と受圧部材が接合していることを特徴とする請求項３の荷重記録装置。
【請求項５】
基板と受圧部材が接合している範囲は、延性部材が設けられている空間の範囲の周囲に形成されていることを特徴とする請求項４の荷重記録装置。
【請求項６】
延性部材は、基準位置との間に所定の間隔を残して配置されており、
荷重印加後に延性部材が塑性変形して基準位置に到達したのを指標に、前記所定間隔に応じた荷重の大きさを記録することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの荷重記録装置。
【請求項７】
延性部材は、複数の基準位置との間に幅の異なる複数の間隔を残して配置されており、
荷重印加後に延性部材が塑性変形して複数の基準位置のうち到達した基準位置を指標に、その基準位置に応じた荷重の大きさを記録することを特徴とする請求項６の荷重記録装置。
【請求項８】
延性部材は、所定の間隔を残して配置されている第１部分延性部材と第２部分延性部材を有しており、
荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が塑性変形して接触したのを指標に、前記所定間隔に応じた荷重の大きさを記録することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの荷重記録装置。
【請求項９】
第１部分延性部材及び第２部分延性部材は、導電性を有しており、
荷重記録装置はさらに、
第１部分延性部材に電気的に接続しているとともに外部に露出している第１コンタクト領域と、
第２部分延性部材に電気的に接続しているとともに外部に露出している第２コンタクト領域を有しており、
荷重印加後に第１部分延性部材と第２部分延性部材が塑性変形して接触したのを、第１コンタクト領域と第２コンタクト領域間の電気の導通・非導通状態から判断することを特徴とする請求項８の荷重記録装置。
【請求項１０】
延性部材は、所定の間隔を残して配置されている第３部分延性部材と第４部分延性部材をさらに備えており、
第１部分延性部材と第２部分延性部材の間の所定間隔と第３部分延性部材と第４部分延性部材の間の所定間隔は、幅が異なっていることを特徴とする請求項８又は９の荷重記録装置。
【請求項１１】
第１部分延性部材は、第３部分延性部材を兼用していることを特徴とする請求項１０の荷重記録装置。
【請求項１２】
延性部材は、前記部分延性部材の間に形成されているとともに一方の部分延性部材と他方の部分延性部材の双方から所定の間隔を残して配置されている中間部分延性部材をさらに備えていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかの荷重記録装置。
【請求項１３】
基板には、半導体基板が用いられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの荷重記録装置。
【請求項１４】
延性部材には、アルミニウム又は銅を主材料とする金属材料が用いられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかの荷重記録装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかの荷重記録装置と、
その荷重記録装置に固定されているマスと、
そのマスを摺動可能に収容しているとともに摺動方向の両端部が閉じている容器を備えている衝撃記録装置。
【請求項１６】
両端部が閉じている容器と、
その容器の内部に固定して設けられており、受圧部材側を容器の内部に向けて固定されている請求項１〜１４のいずれかの荷重記録装置と、
その容器の内部に摺動可能に収容されているマスを備えている衝撃記録装置。
【請求項１７】
請求項１〜１４のいずれかの荷重記録装置が設けられている輸送用梱包箱。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００８−３２４０９（Ｐ２００８−３２４０９Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０３０３４（Ｐ２００６−２０３０３４）
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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