JP2000346863A - カウント表示装置用のカウンタ素子及びカウント表示装置付き運動具 - Google Patents
カウント表示装置用のカウンタ素子及びカウント表示装置付き運動具Info
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- JP2000346863A JP2000346863A JP11157967A JP15796799A JP2000346863A JP 2000346863 A JP2000346863 A JP 2000346863A JP 11157967 A JP11157967 A JP 11157967A JP 15796799 A JP15796799 A JP 15796799A JP 2000346863 A JP2000346863 A JP 2000346863A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カウント表示装置に簡単に組み込み接続で
き、運動具にも簡単に装着でき、しかも低価格で高精度
に衝撃回数を検出できるカウント表示装置用カウンタ素
子及びこのカウント表示装置付き運動具を提供する。 【解決手段】 片持ち支持され弾性を有する基板21と
この基板に設けられ衝撃により歪むことで電圧を発生す
る薄膜状の圧電素子20とからなる電圧発生手段1と、
この圧電素子20の歪みにより発生する電圧を検出する
検出手段2と、検出された電圧をパルス信号に変換する
変換手段3を備えたカウンタ素子100を市販の各種カ
ウンタに接続することにより小型、高精度、低廉なカウ
ント表示装置が達成できる。
き、運動具にも簡単に装着でき、しかも低価格で高精度
に衝撃回数を検出できるカウント表示装置用カウンタ素
子及びこのカウント表示装置付き運動具を提供する。 【解決手段】 片持ち支持され弾性を有する基板21と
この基板に設けられ衝撃により歪むことで電圧を発生す
る薄膜状の圧電素子20とからなる電圧発生手段1と、
この圧電素子20の歪みにより発生する電圧を検出する
検出手段2と、検出された電圧をパルス信号に変換する
変換手段3を備えたカウンタ素子100を市販の各種カ
ウンタに接続することにより小型、高精度、低廉なカウ
ント表示装置が達成できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、運動具を用いたと
きに運動具が受ける衝撃や、あるいは歩行時に歩行によ
り生じる衝撃等を計数して表示するカウント表示装置に
係わるもので、詳しくは、カウント表示装置に用いられ
るカウンタ素子および、このカウンタ素子を用いた運動
具に関する。
きに運動具が受ける衝撃や、あるいは歩行時に歩行によ
り生じる衝撃等を計数して表示するカウント表示装置に
係わるもので、詳しくは、カウント表示装置に用いられ
るカウンタ素子および、このカウンタ素子を用いた運動
具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、運動時の衝撃を計数する道具とし
て、打数などを計数する装置が提案されている。野球の
バット、テニスのラケットやゴルフのクラブ等の打撃用
の運動具は、ボールを何千回,何万回と打つものである
が、打撃の繰り返しにより、そのフレームやシャフトな
どが徐々に疲労して反発力が低下したり、思わぬときに
損傷等するという事故が発生することがある。このた
め、新しいバットやラケットなどと交換する時期を判断
するために、何回ボールを打ったか、つまりボールによ
る衝撃を何回受けたかを計数することが望まれる。ま
た、他に運動時の衝撃を計数する運動具としては、歩行
時に用いられるものとして歩数計などが知られ、運動量
の目安に用いられている。
て、打数などを計数する装置が提案されている。野球の
バット、テニスのラケットやゴルフのクラブ等の打撃用
の運動具は、ボールを何千回,何万回と打つものである
が、打撃の繰り返しにより、そのフレームやシャフトな
どが徐々に疲労して反発力が低下したり、思わぬときに
損傷等するという事故が発生することがある。このた
め、新しいバットやラケットなどと交換する時期を判断
するために、何回ボールを打ったか、つまりボールによ
る衝撃を何回受けたかを計数することが望まれる。ま
た、他に運動時の衝撃を計数する運動具としては、歩行
時に用いられるものとして歩数計などが知られ、運動量
の目安に用いられている。
【0003】運動時の衝撃を検出するために圧力センサ
ーを用いたものとしては、特開昭61ー5858号公報
には、バットの先端内部に遠心力で作用する重しを設
け、重しの遠心力でゴム袋を押圧することで圧力センサ
ーに作用させる構造が開示されている。また、実開平1
ー65059号公報には、バットの先端内部にバットを
振った時に出力を出す遠心力センサーとボールの衝撃を
検出する衝撃センサーとを設ける構造が開示されてい
る。さらに、特開昭59ー90575号公報には、テニ
スラケットのグリップ部に、枢軸を介して回動する振り
子を設け、この振り子から延長するダンパーバネで圧電
素子を押圧する構造が開示されている。
ーを用いたものとしては、特開昭61ー5858号公報
には、バットの先端内部に遠心力で作用する重しを設
け、重しの遠心力でゴム袋を押圧することで圧力センサ
ーに作用させる構造が開示されている。また、実開平1
ー65059号公報には、バットの先端内部にバットを
振った時に出力を出す遠心力センサーとボールの衝撃を
検出する衝撃センサーとを設ける構造が開示されてい
る。さらに、特開昭59ー90575号公報には、テニ
スラケットのグリップ部に、枢軸を介して回動する振り
子を設け、この振り子から延長するダンパーバネで圧電
素子を押圧する構造が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特開昭61
ー5858号公報や実開平1ー65059号公報に開示
されているものでは、計数のための装置がバット内部の
大部分を占めるため、バットの重量や重心などが変わっ
てしまうばかりか、重りが遠心力で作用してスイング途
中での重心変化が起こり、バット本来の球技性能を損な
うおそれがある。また、重りなどを遠心力により作用さ
せて衝撃検出の主要構成部品としているために、運動具
を傾けただけで重りが移動したりなどして誤動作を避け
られないものである。また、特開昭59ー90575号
公報で開示されているものでは、圧電素子を作用させる
ために振り子とダンパーバネとを備える複雑な機構とな
っており、しかも、機械的なカウント伝達機構を用いて
いるために大掛かりな機構となっているために、これら
機構をテニスラケットのグリップ内部に装備することは
実際上は困難であった。
ー5858号公報や実開平1ー65059号公報に開示
されているものでは、計数のための装置がバット内部の
大部分を占めるため、バットの重量や重心などが変わっ
てしまうばかりか、重りが遠心力で作用してスイング途
中での重心変化が起こり、バット本来の球技性能を損な
うおそれがある。また、重りなどを遠心力により作用さ
せて衝撃検出の主要構成部品としているために、運動具
を傾けただけで重りが移動したりなどして誤動作を避け
られないものである。また、特開昭59ー90575号
公報で開示されているものでは、圧電素子を作用させる
ために振り子とダンパーバネとを備える複雑な機構とな
っており、しかも、機械的なカウント伝達機構を用いて
いるために大掛かりな機構となっているために、これら
機構をテニスラケットのグリップ内部に装備することは
実際上は困難であった。
【0005】さらに、叙述の各構造でも、圧電センサー
を直接に押圧する構造であるので、圧電セラミックある
いは圧電樹脂の薄膜素材の早期劣化を招来するものであ
る。同様に、特開平1ー287417号公報には、歩数
計の歩数を計測するために板状の加速度検出センサーを
片持ち支持する構造を開示するが、片持支持による繰り
返し振動により板状素材の早期劣化を招来するものであ
る。特に、固定端の近傍で応力集中するために、劣化損
傷が著しいものであり、いずれも実用化レベルには達し
ていないものであった。
を直接に押圧する構造であるので、圧電セラミックある
いは圧電樹脂の薄膜素材の早期劣化を招来するものであ
る。同様に、特開平1ー287417号公報には、歩数
計の歩数を計測するために板状の加速度検出センサーを
片持ち支持する構造を開示するが、片持支持による繰り
返し振動により板状素材の早期劣化を招来するものであ
る。特に、固定端の近傍で応力集中するために、劣化損
傷が著しいものであり、いずれも実用化レベルには達し
ていないものであった。
【0006】そこで、さらに検討すると、特開平61ー
5858号、同59ー90575号及び特開平1ー28
7417号公報には、叙述の圧電センサーの電圧を検出
しこれを演算してカウント表示するカウント表示回路が
備えられているので、圧電センサー回りの課題解決をす
れば、カウント表示回路に組付け可能となることが予測
される。
5858号、同59ー90575号及び特開平1ー28
7417号公報には、叙述の圧電センサーの電圧を検出
しこれを演算してカウント表示するカウント表示回路が
備えられているので、圧電センサー回りの課題解決をす
れば、カウント表示回路に組付け可能となることが予測
される。
【0007】本発明は、このような諸問題を考慮してな
されたもので、カウント表示装置に簡単に組み込み接続
でき、運動具にも簡単に装着でき、しかも低価格で高精
度に衝撃回数を検出できるようにしたカウント表示装置
用のカウンタ素子及びこのカウント表示装置を用いた運
動具を提供することを目的とするものである。
されたもので、カウント表示装置に簡単に組み込み接続
でき、運動具にも簡単に装着でき、しかも低価格で高精
度に衝撃回数を検出できるようにしたカウント表示装置
用のカウンタ素子及びこのカウント表示装置を用いた運
動具を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明に係るカウント表示装置用のカウンタ素子及
びカウント表示装置付き運動具は、次のような手段を採
用する。
め、本発明に係るカウント表示装置用のカウンタ素子及
びカウント表示装置付き運動具は、次のような手段を採
用する。
【0009】即ち請求項1では、圧電素子の電圧を検出
しカウントして表示するカウント表示装置に接続可能に
構成されるものであって、片持ち支持され弾性を有する
基板とこの基板に設けられ衝撃により歪むことで電圧を
発生する薄膜状の圧電素子とからなる電圧発生手段と、
この圧電素子の歪みにより発生する電圧を検出する検出
手段と、検出された電圧をパルス信号に変換する変換手
段とを備えたことを特徴とする。
しカウントして表示するカウント表示装置に接続可能に
構成されるものであって、片持ち支持され弾性を有する
基板とこの基板に設けられ衝撃により歪むことで電圧を
発生する薄膜状の圧電素子とからなる電圧発生手段と、
この圧電素子の歪みにより発生する電圧を検出する検出
手段と、検出された電圧をパルス信号に変換する変換手
段とを備えたことを特徴とする。
【0010】この手段では、衝撃を受けると弾性を有す
る片持ちの基板が変形するので、この変形量に対応する
と同時に変形タイミングに同期して薄膜状の圧電素子に
歪みが生じ、電圧発生手段に振動電圧が発生する。つづ
いてこの発生した電圧が入力された検出手段は電圧を検
出し、変換手段は振動電圧をパルス電圧に変換し出力す
る。上記電圧発生手段、検出手段および変換手段はこの
構成により、受けた衝撃を単一パルス信号で出力するカ
ウンタ素子としてユニット化できる。このカウンタ素子
は、従来汎用されているような各種のカウンタに簡単に
接続できる。すなわち、このカウンタ素子を、入力信号
を計数する演算手段(MPU)とこの演算の結果を表示
する表示手段とを備えたカウンタに接続することによ
り,受けた衝撃の回数を計数し、表示するカウント表示
装置を容易に構成する。
る片持ちの基板が変形するので、この変形量に対応する
と同時に変形タイミングに同期して薄膜状の圧電素子に
歪みが生じ、電圧発生手段に振動電圧が発生する。つづ
いてこの発生した電圧が入力された検出手段は電圧を検
出し、変換手段は振動電圧をパルス電圧に変換し出力す
る。上記電圧発生手段、検出手段および変換手段はこの
構成により、受けた衝撃を単一パルス信号で出力するカ
ウンタ素子としてユニット化できる。このカウンタ素子
は、従来汎用されているような各種のカウンタに簡単に
接続できる。すなわち、このカウンタ素子を、入力信号
を計数する演算手段(MPU)とこの演算の結果を表示
する表示手段とを備えたカウンタに接続することによ
り,受けた衝撃の回数を計数し、表示するカウント表示
装置を容易に構成する。
【0011】また、請求項2では、検出手段は圧電素子
の振動電圧を検出し、変換手段は振動電圧の最大電圧を
単一の正電圧パルスに変換して出力することを特徴とす
る。
の振動電圧を検出し、変換手段は振動電圧の最大電圧を
単一の正電圧パルスに変換して出力することを特徴とす
る。
【0012】この手段では、検出手段に入力された振動
電圧が所定電圧以上である場合に検出し、変換手段にお
いては振動電圧の最大電圧を単一の正電圧パルスに変換
して出力する。これにより計数時に本来の目的とする衝
撃以外の衝撃を計数するような誤動作を防止するととも
に、一衝撃による振動の波形電圧が単一パルス化するこ
とで、同一の振動による2番目以降の波形を衝撃として
誤って計数することも防止する。さらに振動波形の負電
圧を除去しているので、演算手段におけるMPUの故障
をも防止する。
電圧が所定電圧以上である場合に検出し、変換手段にお
いては振動電圧の最大電圧を単一の正電圧パルスに変換
して出力する。これにより計数時に本来の目的とする衝
撃以外の衝撃を計数するような誤動作を防止するととも
に、一衝撃による振動の波形電圧が単一パルス化するこ
とで、同一の振動による2番目以降の波形を衝撃として
誤って計数することも防止する。さらに振動波形の負電
圧を除去しているので、演算手段におけるMPUの故障
をも防止する。
【0013】また、請求項3では、基板が弾性金属板で
あって、その一端を固定端として他端を自由端とし、圧
電素子は弾性金属板の固定端から離れた部位に配置され
ていることを特徴とする。
あって、その一端を固定端として他端を自由端とし、圧
電素子は弾性金属板の固定端から離れた部位に配置され
ていることを特徴とする。
【0014】この手段では、弾性金属板上に薄膜で形成
された圧電素子が、固定端近傍での局所的で大きな歪み
を回避しつつ、撓み量が自由端の振れ量として大きくす
ることで起電力を高める。また、衝撃が加えられた時の
薄膜状の圧電素子にかかる押圧が、片持ち支持の自由振
動で開放されるため、衝撃による圧電素子の破壊を防
ぐ。
された圧電素子が、固定端近傍での局所的で大きな歪み
を回避しつつ、撓み量が自由端の振れ量として大きくす
ることで起電力を高める。また、衝撃が加えられた時の
薄膜状の圧電素子にかかる押圧が、片持ち支持の自由振
動で開放されるため、衝撃による圧電素子の破壊を防
ぐ。
【0015】また、請求項4では、基板が板状のエラス
トマー部材であって、弾性金属板の圧電素子を設けた面
側にエラストマー部材が配置され、エラストマー部材及
び弾性金属板は一端を固定端として他端を自由端とし、
圧電素子はエラストマー部材及び弾性金属板の固定端か
ら離れた部位に配置されていることを特徴とする。
トマー部材であって、弾性金属板の圧電素子を設けた面
側にエラストマー部材が配置され、エラストマー部材及
び弾性金属板は一端を固定端として他端を自由端とし、
圧電素子はエラストマー部材及び弾性金属板の固定端か
ら離れた部位に配置されていることを特徴とする。
【0016】この手段では、エラストマー部材は弾性金
属板とともに衝撃による応力が圧電素子に集中し、圧電
素子が破壊されることを防止する。さらに、エラストマ
ー部材及び弾性金属板が固定端に固定され、片持ち支持
により自由振動することで、衝撃による起電力を高め
る。
属板とともに衝撃による応力が圧電素子に集中し、圧電
素子が破壊されることを防止する。さらに、エラストマ
ー部材及び弾性金属板が固定端に固定され、片持ち支持
により自由振動することで、衝撃による起電力を高め
る。
【0017】また、請求項5では、圧電素子と弾性金属
板は板状のエラストマー部材に被覆され、エラストマー
部材の一端が固定端に固定されるとともに、弾性金属板
の一端はエラストマー部材を介して固定端に固定されて
いることを特徴とする。
板は板状のエラストマー部材に被覆され、エラストマー
部材の一端が固定端に固定されるとともに、弾性金属板
の一端はエラストマー部材を介して固定端に固定されて
いることを特徴とする。
【0018】この手段では、圧電素子と弾性金属板とエ
ラストマー部材とから構成される電圧発生手段がユニッ
ト化でき、さらに片持ち支持により自由振動すること
で、衝撃による起電力を高める。
ラストマー部材とから構成される電圧発生手段がユニッ
ト化でき、さらに片持ち支持により自由振動すること
で、衝撃による起電力を高める。
【0019】また、請求項6では、エラストマー部材は
シリコーンゲル、アクリルゲル、ウレタンゲルのいずれ
かで、針入度が20〜160であることを特徴とする。
シリコーンゲル、アクリルゲル、ウレタンゲルのいずれ
かで、針入度が20〜160であることを特徴とする。
【0020】この手段では、衝撃による圧電素子への押
圧の集中を防ぎ、かつ圧電素子の起電力が十分に得られ
るだけの自由振動を行うエラストマー部材を提供する。
圧の集中を防ぎ、かつ圧電素子の起電力が十分に得られ
るだけの自由振動を行うエラストマー部材を提供する。
【0021】また、請求項7では、基板は一端を枠状の
ハウジングに保持されて固定端とされ、枠状の内部空間
に自由端が配置されていることを特徴とする。
ハウジングに保持されて固定端とされ、枠状の内部空間
に自由端が配置されていることを特徴とする。
【0022】この手段では、ハウジングの枠内に圧電素
子が収納されるので、ハウジングが一単位としてユニッ
ト化される。
子が収納されるので、ハウジングが一単位としてユニッ
ト化される。
【0023】また、請求項8では、検出手段が検出する
振動電圧を蓄電する蓄電手段を備えていることを特徴と
する。
振動電圧を蓄電する蓄電手段を備えていることを特徴と
する。
【0024】この手段では、電圧を蓄電することで、電
池などを用いたときの電池寿命が伸ばされる。
池などを用いたときの電池寿命が伸ばされる。
【0025】また、請求項9では、請求項1〜8のいず
れかに記載のカウント表示装置用のカウンタ素子が、球
体を打撃あるいは補球するなどの球技用の運動具に装着
されていることを特徴とする。
れかに記載のカウント表示装置用のカウンタ素子が、球
体を打撃あるいは補球するなどの球技用の運動具に装着
されていることを特徴とする。
【0026】この手段では、本発明のカウンタ素子を接
続して構成するカウント表示装置が小型かつ軽量に構成
されるため、球技用運動具の内部あるいは外部に装着さ
れても球技用運動具の本来の機能を損なうことなく、球
体を打撃あるいは捕球する際に発生する衝撃に係わる表
示機構を付加する。
続して構成するカウント表示装置が小型かつ軽量に構成
されるため、球技用運動具の内部あるいは外部に装着さ
れても球技用運動具の本来の機能を損なうことなく、球
体を打撃あるいは捕球する際に発生する衝撃に係わる表
示機構を付加する。
【0027】また、請求項10では、請求項1〜8のい
ずれかに記載のカウント表示装置用のカウンタ素子が、
球技用のラケットのグリップ部分に装着されていること
を特徴とする。
ずれかに記載のカウント表示装置用のカウンタ素子が、
球技用のラケットのグリップ部分に装着されていること
を特徴とする。
【0028】この手段では、本発明のカウンタ素子を接
続して構成するカウント表示装置が、小型かつ軽量に構
成されているため、球技用ラケットのグリップの軸中に
装着されても、ラケット本来の機能を損なうことなく、
球体を打撃する際に発生する衝撃を計数し表示する。
続して構成するカウント表示装置が、小型かつ軽量に構
成されているため、球技用ラケットのグリップの軸中に
装着されても、ラケット本来の機能を損なうことなく、
球体を打撃する際に発生する衝撃を計数し表示する。
【0029】また、請求項11では、請求項1〜8のい
ずれかに記載のカウント表示装置用のカウンタ素子が、
運動靴あるいは歩数計などの歩行用の道具に装着されて
いることを特徴とする。
ずれかに記載のカウント表示装置用のカウンタ素子が、
運動靴あるいは歩数計などの歩行用の道具に装着されて
いることを特徴とする。
【0030】この手段では、本発明のカウンタ素子を接
続して構成するカウント表示装置が、小型かつ軽量に構
成されているため、歩行用の道具である運動靴の内部に
用いられても運動靴本来の機能を損なうことなく歩行数
に係わる計数及び表示を行う。また、歩数計に用いて
も、小型、軽量で高精度の歩数計を提供する。
続して構成するカウント表示装置が、小型かつ軽量に構
成されているため、歩行用の道具である運動靴の内部に
用いられても運動靴本来の機能を損なうことなく歩行数
に係わる計数及び表示を行う。また、歩数計に用いて
も、小型、軽量で高精度の歩数計を提供する。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明の基本的形態を図に
基づいて説明する。図1はカウンタ素子及びカウント表
示装置の説明図、図2は圧電素子から出力される電圧を
計測したグラフ、図3はカウンタ素子から出力される電
圧のモデル図、図4はカウンタ素子の回路図である。
基づいて説明する。図1はカウンタ素子及びカウント表
示装置の説明図、図2は圧電素子から出力される電圧を
計測したグラフ、図3はカウンタ素子から出力される電
圧のモデル図、図4はカウンタ素子の回路図である。
【0032】カウンタ素子100は基本形態として、圧
電素子20を含む電圧発生手段1と検出手段2と変換手
段3により構成される。このカウンタ素子100の出力
はコネクタ10を介して演算手段4および表示手段5か
らなる外部部品300に接続可能とされ、全体としてカ
ウント表示装置200を構成する。
電素子20を含む電圧発生手段1と検出手段2と変換手
段3により構成される。このカウンタ素子100の出力
はコネクタ10を介して演算手段4および表示手段5か
らなる外部部品300に接続可能とされ、全体としてカ
ウント表示装置200を構成する。
【0033】カウンタ素子100の中の電圧発生手段1
は、受けた衝撃により容易に歪みを発生すべく圧電素子
20が所望面積を有する薄膜状に構成されており、この
薄膜状の圧電素子20が弾性を有する平板状の基板21
に積層され、衝撃に同期すべく基板21の一端がスペー
サ22に固定されて固定端23とされると同時に基板2
1の他端が自由端24に構成される。この圧電素子20
の表面と裏面とに生じる電圧は、圧電素子20と基板2
1にハンダ付けなどで接続された導電線31、32によ
り検出手段2および変換手段3(以下、2、3を合わせ
てインターフェース回路と記す)に入力され、電圧の検
出と変換がなされる。導電線31、32は、接続端子3
3などによりスペーサ22の所望部位に固定されてい
る。
は、受けた衝撃により容易に歪みを発生すべく圧電素子
20が所望面積を有する薄膜状に構成されており、この
薄膜状の圧電素子20が弾性を有する平板状の基板21
に積層され、衝撃に同期すべく基板21の一端がスペー
サ22に固定されて固定端23とされると同時に基板2
1の他端が自由端24に構成される。この圧電素子20
の表面と裏面とに生じる電圧は、圧電素子20と基板2
1にハンダ付けなどで接続された導電線31、32によ
り検出手段2および変換手段3(以下、2、3を合わせ
てインターフェース回路と記す)に入力され、電圧の検
出と変換がなされる。導電線31、32は、接続端子3
3などによりスペーサ22の所望部位に固定されてい
る。
【0034】上記構成のカウンタ素子100に衝撃ない
し振動などの力が加わった時の圧電素子の生ずる電圧の
波形を図2に示す。衝撃の瞬間に圧電素子20を含む基
板21に大きな歪みが生じ、基板21は固定端23を支
点とし自由端24が自由振動するため、電圧波形は衝撃
時に最大電圧が発生した後、振動しながら減衰してい
く。この振動の波形が導電線31と32を通じてインタ
ーフェース回路2、3に入力されると、電圧が所定電圧
以上となったことを検出し、図3のモデル図に示すよう
な単一パルスの正電圧信号に変換して出力する。なお、
図2は、基本的形態(図1に示す)における圧電素子2
0の発生する電圧を実測したグラフであり、厚さ0.4
mm,縦25mm×横20mmの弾性金属板21と、固
定端23から離れた部位に厚さ0.1mm,面積200
平方mmの圧電素子20の薄膜を接着したものとを用
い、重り25を1gとしたユニットに対して、高さ5c
mからテニスボールをスペーサ22に落下させたときの
衝撃で計測したものである。最大電圧5Vを発生し、そ
の後自由端24が減衰しながら電圧を発生し、約2秒程
度の時間中継続して電圧を発生している。
し振動などの力が加わった時の圧電素子の生ずる電圧の
波形を図2に示す。衝撃の瞬間に圧電素子20を含む基
板21に大きな歪みが生じ、基板21は固定端23を支
点とし自由端24が自由振動するため、電圧波形は衝撃
時に最大電圧が発生した後、振動しながら減衰してい
く。この振動の波形が導電線31と32を通じてインタ
ーフェース回路2、3に入力されると、電圧が所定電圧
以上となったことを検出し、図3のモデル図に示すよう
な単一パルスの正電圧信号に変換して出力する。なお、
図2は、基本的形態(図1に示す)における圧電素子2
0の発生する電圧を実測したグラフであり、厚さ0.4
mm,縦25mm×横20mmの弾性金属板21と、固
定端23から離れた部位に厚さ0.1mm,面積200
平方mmの圧電素子20の薄膜を接着したものとを用
い、重り25を1gとしたユニットに対して、高さ5c
mからテニスボールをスペーサ22に落下させたときの
衝撃で計測したものである。最大電圧5Vを発生し、そ
の後自由端24が減衰しながら電圧を発生し、約2秒程
度の時間中継続して電圧を発生している。
【0035】叙述のカウンタ素子100から出力された
電圧はコネクタ10を介して、外部部品300のMPU
などからなる演算手段4に接続可能となり、MPU4は
衝撃に係わる演算として衝撃の数などを計数する。この
計数の結果は後続の表示手段5の表示パネルにより表示
される。従って、演算手段および表示手段としては、入
力されたパルス信号を計数し表示する機能を有していれ
ば特に限定されるものではく、例えば、従来の歩数計な
どのカウンタを用いることが可能となる。
電圧はコネクタ10を介して、外部部品300のMPU
などからなる演算手段4に接続可能となり、MPU4は
衝撃に係わる演算として衝撃の数などを計数する。この
計数の結果は後続の表示手段5の表示パネルにより表示
される。従って、演算手段および表示手段としては、入
力されたパルス信号を計数し表示する機能を有していれ
ば特に限定されるものではく、例えば、従来の歩数計な
どのカウンタを用いることが可能となる。
【0036】図4に示すように、インタフェース回路
2、3は2つのトランジスタ34,35を備えて構成で
きる。一方のトランジスタ34は、ベース341には衝
撃力調整用のベース抵抗36を介して圧電素子20の表
面から導電線31に接続され、エミッタ342がアース
に接続されている。圧電素子20の裏面であるステンレ
ス板21には導電線32を介してアースが接続されてい
る。また、トランジスタ34は、コレクタ343が他方
のトランジスタ35のベース351との間に抵抗37を
介挿して接続され、トランジスタ35のエミッタ352
が電源電圧1.5V(ボタン電池)に接続され、コレク
タ353がMPU4の入力端子41に接続される。ま
た、MPU4のリセット端子42はリセットスイッチ4
3を介して電源電圧1.5Vに接続されている。
2、3は2つのトランジスタ34,35を備えて構成で
きる。一方のトランジスタ34は、ベース341には衝
撃力調整用のベース抵抗36を介して圧電素子20の表
面から導電線31に接続され、エミッタ342がアース
に接続されている。圧電素子20の裏面であるステンレ
ス板21には導電線32を介してアースが接続されてい
る。また、トランジスタ34は、コレクタ343が他方
のトランジスタ35のベース351との間に抵抗37を
介挿して接続され、トランジスタ35のエミッタ352
が電源電圧1.5V(ボタン電池)に接続され、コレク
タ353がMPU4の入力端子41に接続される。ま
た、MPU4のリセット端子42はリセットスイッチ4
3を介して電源電圧1.5Vに接続されている。
【0037】衝撃が加えられた時、基板21に力が伝わ
って撓み、圧電素子20が歪む。この歪により発生した
電圧が抵抗36を介してトランジスタ34のベース34
1に印加され、トランジスタ34が導通すると、トラン
ジスタ35が導通し、パルス電圧がコネクタ10を介し
てMPU4に印加される。この時所定電圧以下の衝撃は
カットされる。
って撓み、圧電素子20が歪む。この歪により発生した
電圧が抵抗36を介してトランジスタ34のベース34
1に印加され、トランジスタ34が導通すると、トラン
ジスタ35が導通し、パルス電圧がコネクタ10を介し
てMPU4に印加される。この時所定電圧以下の衝撃は
カットされる。
【0038】衝撃がない状態の時、圧電素子20が無歪
状態となっており、トランジスタ34がオフとなってい
るため、トランジスタ35もオフであり、MPU4には
電圧は印加されない。つまり、衝撃が加わる毎に、パル
ス電圧の信号がMPU4に入力される。MPU4はこの
パルス数を計数し、計数結果を表示パネル5に表示す
る。
状態となっており、トランジスタ34がオフとなってい
るため、トランジスタ35もオフであり、MPU4には
電圧は印加されない。つまり、衝撃が加わる毎に、パル
ス電圧の信号がMPU4に入力される。MPU4はこの
パルス数を計数し、計数結果を表示パネル5に表示す
る。
【0039】前述したように、電圧検出手段であるイン
タフェース回路2、3としては、図2に示す電圧波形
(基板21の自由振動に起因する)の1つ1つに対応し
てトランジスタ34がオンオフを繰り返すことがないよ
うな特性や時定数を持つ回路素子で構成されるが、自由
振動に基づく微小な電気パルスがトランジスタ35のコ
レクタ353からMPU4に入力してしまうのであれ
ば、MPU4とトランジスタ35のコレクタ353との
間にチャタリング防止回路8を挿入する。これにより、
精度良く、一回の衝撃に対し1つの電気パルスがMPU
4に入力することになる。
タフェース回路2、3としては、図2に示す電圧波形
(基板21の自由振動に起因する)の1つ1つに対応し
てトランジスタ34がオンオフを繰り返すことがないよ
うな特性や時定数を持つ回路素子で構成されるが、自由
振動に基づく微小な電気パルスがトランジスタ35のコ
レクタ353からMPU4に入力してしまうのであれ
ば、MPU4とトランジスタ35のコレクタ353との
間にチャタリング防止回路8を挿入する。これにより、
精度良く、一回の衝撃に対し1つの電気パルスがMPU
4に入力することになる。
【0040】衝撃には様々な大きさの衝撃がある。例え
ば球技用の運動具に用いた場合など、球を打ったときの
衝撃だけを計数し、単なる素振りだけの衝撃は計数した
くないこともある。この場合は、抵抗36の値を調整し
て、所定の電圧以上の電圧が圧電素子20に発生したと
きだけトランジスタ34が導通するようにすればよい。
抵抗36を調整可能な抵抗とし、調整手段を外部に設け
ておけば、素振りだけの衝撃でも計数可能とすることが
でき、素振り回数も計数することができる。
ば球技用の運動具に用いた場合など、球を打ったときの
衝撃だけを計数し、単なる素振りだけの衝撃は計数した
くないこともある。この場合は、抵抗36の値を調整し
て、所定の電圧以上の電圧が圧電素子20に発生したと
きだけトランジスタ34が導通するようにすればよい。
抵抗36を調整可能な抵抗とし、調整手段を外部に設け
ておけば、素振りだけの衝撃でも計数可能とすることが
でき、素振り回数も計数することができる。
【0041】本発明の実施の形態(1)に用いられる圧
電素子20としては、圧電性セラミックスや圧電性合成
樹脂の素材からなるものが選択される。圧電性セラミッ
クスとしては、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸
鉛などが挙げられる。圧電性セラミックスとしては、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン系共重合
体、シアン化ビニリデンなどが挙げられる。これら圧電
素子2は、衝撃や振動による歪みによって容易に電圧を
発生させる薄膜状のものがよいが、繰り返し曲げ応力や
耐衝撃性のある厚みが必要である。圧電素子20の厚み
としては、約30〜500μmの範囲が好ましい。圧電
素子20は図示するような円形の他に、短冊状やその他
の平面板状に形成される。
電素子20としては、圧電性セラミックスや圧電性合成
樹脂の素材からなるものが選択される。圧電性セラミッ
クスとしては、チタン酸バリウムやチタン酸ジルコン酸
鉛などが挙げられる。圧電性セラミックスとしては、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン系共重合
体、シアン化ビニリデンなどが挙げられる。これら圧電
素子2は、衝撃や振動による歪みによって容易に電圧を
発生させる薄膜状のものがよいが、繰り返し曲げ応力や
耐衝撃性のある厚みが必要である。圧電素子20の厚み
としては、約30〜500μmの範囲が好ましい。圧電
素子20は図示するような円形の他に、短冊状やその他
の平面板状に形成される。
【0042】図示するように、圧電素子20は、短冊状
の基板21の上に例えば円形状に形成し、好ましくは、
固定端23からの離れた部位から自由端24へと添設さ
れる。固定端23からの離れた部位は局所的な撓み量の
大きな固定端23の近傍を除く概念であって、自由振動
を大きく設定できる部位である。この圧電素子20は、
基板21に対して密着させて基板21と同期振動させる
ことが必要で、僅かに離間することで相互に制振しない
ように一体化される。密着の手段としては、接着、溶
射、塗布などが採用される。
の基板21の上に例えば円形状に形成し、好ましくは、
固定端23からの離れた部位から自由端24へと添設さ
れる。固定端23からの離れた部位は局所的な撓み量の
大きな固定端23の近傍を除く概念であって、自由振動
を大きく設定できる部位である。この圧電素子20は、
基板21に対して密着させて基板21と同期振動させる
ことが必要で、僅かに離間することで相互に制振しない
ように一体化される。密着の手段としては、接着、溶
射、塗布などが採用される。
【0043】また、実施の形態(1)では、基板21と
しては、弾性を有して衝撃振動で撓む薄い導電性を有す
る金属板を用いている。この金属板としては、片持支持
により自由端24が繰り返し振動で疲労しない厚みと素
材とが選択され、例えば、ステンレス板、銅板、42ア
ロイ、リン青銅等が用いられる。この金属板は、図示す
るごとく正方形や短冊板状あるいはその他の平板形状に
形成される。なお、基板21の自由端24には重り25
が付加されることが好ましい。重り25としては、例え
ば基板21の幅方向にわたって同一形状で延長されて自
由端24に配置される。
しては、弾性を有して衝撃振動で撓む薄い導電性を有す
る金属板を用いている。この金属板としては、片持支持
により自由端24が繰り返し振動で疲労しない厚みと素
材とが選択され、例えば、ステンレス板、銅板、42ア
ロイ、リン青銅等が用いられる。この金属板は、図示す
るごとく正方形や短冊板状あるいはその他の平板形状に
形成される。なお、基板21の自由端24には重り25
が付加されることが好ましい。重り25としては、例え
ば基板21の幅方向にわたって同一形状で延長されて自
由端24に配置される。
【0044】図5〜図9は本発明のカウンタ素子を用い
たカウント表示装置の実施の形態(2)を示すもので、
基本的形態を発展させたものである。図5は実施の形態
(2)に係るカウンタ素子の説明図、図6は図5のA−
A線断面図、図7は実施の形態(2)に係るカウント表
示装置の外観図、図8は図7のB−B線断面図、図9は
図7のC−C線断面図である。
たカウント表示装置の実施の形態(2)を示すもので、
基本的形態を発展させたものである。図5は実施の形態
(2)に係るカウンタ素子の説明図、図6は図5のA−
A線断面図、図7は実施の形態(2)に係るカウント表
示装置の外観図、図8は図7のB−B線断面図、図9は
図7のC−C線断面図である。
【0045】図5に示す実施の形態(2)のカウンタ素
子は、実施の形態(1)と同様に、電圧発生手段1とイ
ンターフェース回路2、3から構成され、コネクタ10
を介して外部に接続可能で、パルス信号が出力される。
実施の形態(2)の電圧発生手段では、基板としてエラ
ストマー部材26が用いられ、このエラストマー部材2
6に圧電素子20と弾性金属板21とが配置され、エラ
ストマー部材26の一端がスペーサ22に固定されてい
る。このスペーサ22としては、基板と同じくエラスト
マー部材を用いることができ、この場合には、エラスト
マー部材26と一体形成することができる。エラストマ
ー部材26の他端は自由端24として、衝撃を受けたと
きに固定端23を支点として自由振動を行う。エラスト
マー部材26は、衝撃ないし振動が加わったときに大き
な歪みが発生して最大電圧を発生するが、ゲル素材の振
動吸収性能によって直ちに振動減衰する特性を示し、減
衰過程が短縮される。この減衰短縮に伴って、圧電素子
20の損傷が防止されることともなる。
子は、実施の形態(1)と同様に、電圧発生手段1とイ
ンターフェース回路2、3から構成され、コネクタ10
を介して外部に接続可能で、パルス信号が出力される。
実施の形態(2)の電圧発生手段では、基板としてエラ
ストマー部材26が用いられ、このエラストマー部材2
6に圧電素子20と弾性金属板21とが配置され、エラ
ストマー部材26の一端がスペーサ22に固定されてい
る。このスペーサ22としては、基板と同じくエラスト
マー部材を用いることができ、この場合には、エラスト
マー部材26と一体形成することができる。エラストマ
ー部材26の他端は自由端24として、衝撃を受けたと
きに固定端23を支点として自由振動を行う。エラスト
マー部材26は、衝撃ないし振動が加わったときに大き
な歪みが発生して最大電圧を発生するが、ゲル素材の振
動吸収性能によって直ちに振動減衰する特性を示し、減
衰過程が短縮される。この減衰短縮に伴って、圧電素子
20の損傷が防止されることともなる。
【0046】圧電素子20と弾性金属板21は、図6
(a)〜(d)の断面図に示すようにエラストマー部材
26に封止されている。圧電素子20が設けられた弾性
金属板21は図6(a)に示すように、圧電素子20が
固定端23から離間するように弾性金属板21部分のみ
をスペーサ22に固定した後、圧電素子20が設けられ
た面側にエラストマー部材26が配置されるように形成
される。これにより、固定端23の近傍での応力集中を
回避すると同時に自由端24の位置にて大きな振幅が得
られ、パルスの発生が明瞭となる。また、図6(b)に
示すように、圧電素子20を設けた弾性金属板21をエ
ラストマー部材26で被覆した後、スペーサ22に固定
しても、図6(a)と同様の効果が得られる。また、必
要に応じて図6(c)に示すようにエラストマー部材2
6の自由端側に重り25を設けたり、あるいは図6
(d)に示すようにエラストマー部材26の自由端24
側を延長することが実施可能である。この場合には、応
力集中を回避するうえに、重り25や延長された自由端
24により、一層大きな振幅が得られる。
(a)〜(d)の断面図に示すようにエラストマー部材
26に封止されている。圧電素子20が設けられた弾性
金属板21は図6(a)に示すように、圧電素子20が
固定端23から離間するように弾性金属板21部分のみ
をスペーサ22に固定した後、圧電素子20が設けられ
た面側にエラストマー部材26が配置されるように形成
される。これにより、固定端23の近傍での応力集中を
回避すると同時に自由端24の位置にて大きな振幅が得
られ、パルスの発生が明瞭となる。また、図6(b)に
示すように、圧電素子20を設けた弾性金属板21をエ
ラストマー部材26で被覆した後、スペーサ22に固定
しても、図6(a)と同様の効果が得られる。また、必
要に応じて図6(c)に示すようにエラストマー部材2
6の自由端側に重り25を設けたり、あるいは図6
(d)に示すようにエラストマー部材26の自由端24
側を延長することが実施可能である。この場合には、応
力集中を回避するうえに、重り25や延長された自由端
24により、一層大きな振幅が得られる。
【0047】また、エラストマー部材26の材料として
は、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)社製の商
品名CF5057、CF5056、CF5058等のシ
リコーンゲルや、アクリルゲル、ウレタンゲル等のエラ
ストマーを適宜用いることができ、図6(a)〜(d)
では針入度20〜160の範囲の硬度が選択される。
は、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)社製の商
品名CF5057、CF5056、CF5058等のシ
リコーンゲルや、アクリルゲル、ウレタンゲル等のエラ
ストマーを適宜用いることができ、図6(a)〜(d)
では針入度20〜160の範囲の硬度が選択される。
【0048】図7〜図9は、実施の形態(2)のカウン
タ素子を用いて球技用ラケットに装着されるカウント表
示装置の例である。ラケットカウンタ装置201は全体
としてラケットのグリップ75を延長した如き外形状を
呈し、一方には装着可能な嵌合口77を有し、他方には
外部から肉視可能に表示手段5を表出して概略構成され
る。上記嵌合口77にはグリップ75の端部を嵌合した
際に被せられるホールド片78が備えられ、グリップ7
5の空洞76にカウンタ素子100を挿通した状態でグ
リップエンドに被せられ、接着等で一体化される。ま
た、ラケットカウンタ装置201は、内部にスペーサ7
9の構成部分が位置し、この構成部分にインターフェー
ス回路2、3のほかに演算回路4及び図示されていない
電源(電池)が収納される。なお、表示手段5として
は、少なくとも液晶表示部分80とカウント操作用のリ
セットボタン81とが備えられている。この実施の形態
(2)においては、エラストマー部材26は図示しない
フレーム部分に衝撃が加えられると、空洞76の中で自
由振動を行い、衝撃を検知してカウント表示する。
タ素子を用いて球技用ラケットに装着されるカウント表
示装置の例である。ラケットカウンタ装置201は全体
としてラケットのグリップ75を延長した如き外形状を
呈し、一方には装着可能な嵌合口77を有し、他方には
外部から肉視可能に表示手段5を表出して概略構成され
る。上記嵌合口77にはグリップ75の端部を嵌合した
際に被せられるホールド片78が備えられ、グリップ7
5の空洞76にカウンタ素子100を挿通した状態でグ
リップエンドに被せられ、接着等で一体化される。ま
た、ラケットカウンタ装置201は、内部にスペーサ7
9の構成部分が位置し、この構成部分にインターフェー
ス回路2、3のほかに演算回路4及び図示されていない
電源(電池)が収納される。なお、表示手段5として
は、少なくとも液晶表示部分80とカウント操作用のリ
セットボタン81とが備えられている。この実施の形態
(2)においては、エラストマー部材26は図示しない
フレーム部分に衝撃が加えられると、空洞76の中で自
由振動を行い、衝撃を検知してカウント表示する。
【0049】図10〜図13は本発明のカウンタ素子を
用いて球技用ラケットに装着されるカウント表示装置の
実施の形態(3)を示すものである。
用いて球技用ラケットに装着されるカウント表示装置の
実施の形態(3)を示すものである。
【0050】カウント表示装置200は、平面視略々枠
状を呈するハウジング6を備え、このハウジング6の枠
状部61の内部空間62に基板21が振動可能に収納さ
れる。基板21は、一端を固定端23としてハウジング
6の基部63に固定され、固定端23から伸ばさた他端
が自由端24として内部空間62に配置されている。す
なわち、ハウジング6は、上枠64と下枠65との固定
端23の挟み込みによって所望厚みTに形成することが
でき、自由端24は厚みTに応じて振幅が決定される。
なお、内部空間62は、図示しないがカバーで開口部分
が覆われることが望ましい。また、圧電素子20及び基
板21は実施の形態(2)と同様にエラストマー部材に
配置されても良い。
状を呈するハウジング6を備え、このハウジング6の枠
状部61の内部空間62に基板21が振動可能に収納さ
れる。基板21は、一端を固定端23としてハウジング
6の基部63に固定され、固定端23から伸ばさた他端
が自由端24として内部空間62に配置されている。す
なわち、ハウジング6は、上枠64と下枠65との固定
端23の挟み込みによって所望厚みTに形成することが
でき、自由端24は厚みTに応じて振幅が決定される。
なお、内部空間62は、図示しないがカバーで開口部分
が覆われることが望ましい。また、圧電素子20及び基
板21は実施の形態(2)と同様にエラストマー部材に
配置されても良い。
【0051】実施の形態(3)は、ハウジング6により
カウント表示装置200を一単位として取り扱うことが
できるので、被取付物への取付けないし装着をユニット
化することが可能となる。実施の形態(3)のカウント
表示装置はカード状にユニット化されているため、グリ
ップ部に差し込むだけで装着できるので、グリップ本来
の機能を損うことなく取付けることができる。
カウント表示装置200を一単位として取り扱うことが
できるので、被取付物への取付けないし装着をユニット
化することが可能となる。実施の形態(3)のカウント
表示装置はカード状にユニット化されているため、グリ
ップ部に差し込むだけで装着できるので、グリップ本来
の機能を損うことなく取付けることができる。
【0052】図14は実施の形態(4)として、カウン
ト表示装置200をテニスラケット7のフレーム71の
略々三角形状の空間を利用して固定したものである。こ
の場合には、カウント表示装置200から二方ないしは
三方へと掛止具として鉤状のフック72〜74を延長
し、フック72〜74を各フレーム71に引掛けること
で容易に取付けされる。カウント表示装置200はラケ
ット7のフェース面と平行に配置され、ボールを打った
ときの衝撃を直接に感知できるように設けられている。
なお、装着部位以外は開放空間となって、ラケット7の
スイングを阻害しないようにする。
ト表示装置200をテニスラケット7のフレーム71の
略々三角形状の空間を利用して固定したものである。こ
の場合には、カウント表示装置200から二方ないしは
三方へと掛止具として鉤状のフック72〜74を延長
し、フック72〜74を各フレーム71に引掛けること
で容易に取付けされる。カウント表示装置200はラケ
ット7のフェース面と平行に配置され、ボールを打った
ときの衝撃を直接に感知できるように設けられている。
なお、装着部位以外は開放空間となって、ラケット7の
スイングを阻害しないようにする。
【0053】上述の実施形態では、MPUやトランジス
タの電源電圧としてボタン電池を用いているが、圧電素
子20の発電電力を利用してこの電池の寿命を延ばすこ
とができる。そのためには、図4に示すようにインタフ
ェース回路3に充電回路9を並列に設けることができ
る。
タの電源電圧としてボタン電池を用いているが、圧電素
子20の発電電力を利用してこの電池の寿命を延ばすこ
とができる。そのためには、図4に示すようにインタフ
ェース回路3に充電回路9を並列に設けることができ
る。
【0054】この充電回路9は、圧電素子20の発生電
圧を整流するダイオード群91〜93と、整流された電
圧で充電される電解コンデンサ94とを備え、電解コン
デンサ94のプラス端子が電源線に接続されている。整
流用のダイオード91〜93は、電解コンデンサ94か
らの電流がインタフェース回路3側に流れないように接
続されている。この充電回路9のコンデンサ94の充電
電圧を電源線を介してMPU4やトランジスタ35に供
給することで、ボタン電池の寿命を延ばすことが可能と
なる。
圧を整流するダイオード群91〜93と、整流された電
圧で充電される電解コンデンサ94とを備え、電解コン
デンサ94のプラス端子が電源線に接続されている。整
流用のダイオード91〜93は、電解コンデンサ94か
らの電流がインタフェース回路3側に流れないように接
続されている。この充電回路9のコンデンサ94の充電
電圧を電源線を介してMPU4やトランジスタ35に供
給することで、ボタン電池の寿命を延ばすことが可能と
なる。
【0055】また、上述の実施の形態では、インターフ
ェース回路2、3をトランジスタ等の組み合わせで示し
たが、これらをICチップ化して、さらに小型化を図っ
てもよい。
ェース回路2、3をトランジスタ等の組み合わせで示し
たが、これらをICチップ化して、さらに小型化を図っ
てもよい。
【0056】また、上述した実施の形態では、衝撃回数
のカウント数を液晶表示するが、交換時期さえ分かれば
いい場合には、カウント数を表示する必要はなく、カウ
ント数が所定数に達したときライトを点滅させたり、警
告音を発したり、振動を発生させることで、運動具の使
用者に知らせる構成とすることも可能である。
のカウント数を液晶表示するが、交換時期さえ分かれば
いい場合には、カウント数を表示する必要はなく、カウ
ント数が所定数に達したときライトを点滅させたり、警
告音を発したり、振動を発生させることで、運動具の使
用者に知らせる構成とすることも可能である。
【0057】また、上述の実施の形態では、カウント表
示装置の構成がユニット化されているため、運動具への
着脱が可能であり、古くなった運動具を廃棄する場合
や、カウント表示装置が故障した場合などには、カウン
ト表示装置のみを交換することでコストが低減できる。
示装置の構成がユニット化されているため、運動具への
着脱が可能であり、古くなった運動具を廃棄する場合
や、カウント表示装置が故障した場合などには、カウン
ト表示装置のみを交換することでコストが低減できる。
【0058】また、実施の形態としてラケットに取付け
た場合を図示説明したが、これに限定する趣旨ではな
く、ゴルフクラブやバットなどの球体を打撃したり、野
球クローブなどの球体を補給するごとく各種運動具に用
いられることは明らかである。
た場合を図示説明したが、これに限定する趣旨ではな
く、ゴルフクラブやバットなどの球体を打撃したり、野
球クローブなどの球体を補給するごとく各種運動具に用
いられることは明らかである。
【0059】さらに、歩行に用いる道具として、運動靴
の内部に取付けて歩数をカウント表示したり、あるいは
歩数計として身体に取付けたりすることも可能である。
の内部に取付けて歩数をカウント表示したり、あるいは
歩数計として身体に取付けたりすることも可能である。
【0060】
【実施例】次に本発明を実施例と比較例を用いて説明す
る。 (実施例1)市販の歩数計(オムロンHJ−003)を
用いて、MPU及び液晶表示装置、電源回路を利用し本
発明のカウント表示装置用カウンタ素子を形成した。ま
ず、歩数計の振り子式スイッチをMPU入力端子から外
し、その部分に、図4に示すインターフェース回路(検
出手段及び変換手段)を設けて、電圧発生手段を接続
し、カウント表示装置を得た。なお、トランジスタ34
には2SC2728、トランジスタ35には2SA11
75、抵抗36には1kΩ、抵抗37には470Ωを使
用し、この電圧発生手段としては、図2に示した圧電素
子及び弾性金属板を、縦横40×25mm厚さ2mmの
エラストマー部材(東レ・ダウコーニング・シリコーン
社製TOUGH−6)で被覆したものを用いた。これら
カウント表示装置を、実施の形態(2)にあげた図7、
8、9に示す構成とし、テニスラケットのグリップエン
ドに装着し、各100球ずつ、3回の試打を行った結
果、本発明のカウンタ素子を用いたカウント表示装置は
3回とも100回の打数をカウントした。
る。 (実施例1)市販の歩数計(オムロンHJ−003)を
用いて、MPU及び液晶表示装置、電源回路を利用し本
発明のカウント表示装置用カウンタ素子を形成した。ま
ず、歩数計の振り子式スイッチをMPU入力端子から外
し、その部分に、図4に示すインターフェース回路(検
出手段及び変換手段)を設けて、電圧発生手段を接続
し、カウント表示装置を得た。なお、トランジスタ34
には2SC2728、トランジスタ35には2SA11
75、抵抗36には1kΩ、抵抗37には470Ωを使
用し、この電圧発生手段としては、図2に示した圧電素
子及び弾性金属板を、縦横40×25mm厚さ2mmの
エラストマー部材(東レ・ダウコーニング・シリコーン
社製TOUGH−6)で被覆したものを用いた。これら
カウント表示装置を、実施の形態(2)にあげた図7、
8、9に示す構成とし、テニスラケットのグリップエン
ドに装着し、各100球ずつ、3回の試打を行った結
果、本発明のカウンタ素子を用いたカウント表示装置は
3回とも100回の打数をカウントした。
【0061】(比較例1)また、比較として、インター
フェース回路を設けずに、MPU入力端子に直接電圧発
生手段を接続し、カウント表示装置を得たが、インター
フェース回路を設けないカウント表示装置は、1回の衝
撃で複数回カウントする場合があり結果129回、14
1回、133回となり正確な打数を示さなかった。
フェース回路を設けずに、MPU入力端子に直接電圧発
生手段を接続し、カウント表示装置を得たが、インター
フェース回路を設けないカウント表示装置は、1回の衝
撃で複数回カウントする場合があり結果129回、14
1回、133回となり正確な打数を示さなかった。
【0062】(比較例2)また、振り子式カウント表示
装置の比較例として市販の歩数計(HJ−003)を用
意し、そのままグリップエンドキャップに固定して試打
することとした。市販の歩数計によるカウント表示装置
では、衝撃で複数回カウントしたり素振りやラケットの
振り下ろしだけで振り子スイッチが振れカウントしてし
まい218回、254回、196回であった。
装置の比較例として市販の歩数計(HJ−003)を用
意し、そのままグリップエンドキャップに固定して試打
することとした。市販の歩数計によるカウント表示装置
では、衝撃で複数回カウントしたり素振りやラケットの
振り下ろしだけで振り子スイッチが振れカウントしてし
まい218回、254回、196回であった。
【0063】
【発明の効果】本発明によれば、基板の弾性変形に対応
して圧電素子に歪みを発生させる電圧発生手段と、振動
電圧を検出する検出手段と振動電圧をパルス信号に変換
する変換手段とから構成されるカウンタ素子を用い、こ
のカウンタ素子をコネクタで容易に他の部品と接続でき
る構造を採用したので、従来市販されている各種カウン
タ、すなわちパルス信号を演算し計数する演算手段とそ
の結果を表示する表示手段とに接続することでカウント
表示装置を構成することができ、カウント表示装置の小
型化、軽量化、低廉価、故障率の低減を図ることができ
る。また、このカウント表示装置は球技用運動具あるい
は、歩行用の道具に取り付けると、小型、軽量であるた
めに運動具本来の機能を損なうことなく精度の高い衝撃
回数の計数や表示が可能となり、運動具の交換時期や運
動量の目安として活用することができる。
して圧電素子に歪みを発生させる電圧発生手段と、振動
電圧を検出する検出手段と振動電圧をパルス信号に変換
する変換手段とから構成されるカウンタ素子を用い、こ
のカウンタ素子をコネクタで容易に他の部品と接続でき
る構造を採用したので、従来市販されている各種カウン
タ、すなわちパルス信号を演算し計数する演算手段とそ
の結果を表示する表示手段とに接続することでカウント
表示装置を構成することができ、カウント表示装置の小
型化、軽量化、低廉価、故障率の低減を図ることができ
る。また、このカウント表示装置は球技用運動具あるい
は、歩行用の道具に取り付けると、小型、軽量であるた
めに運動具本来の機能を損なうことなく精度の高い衝撃
回数の計数や表示が可能となり、運動具の交換時期や運
動量の目安として活用することができる。
【図1】本発明の基本的形態に係るカウンタ素子および
カウント表示装置の原理説明図である。
カウント表示装置の原理説明図である。
【図2】本発明の実施の形態(1)に係る圧電素子から
出力される電圧の波形グラフである。
出力される電圧の波形グラフである。
【図3】本発明の実施の形態(1)に係る検出手段から
出力される電圧のグラフ (モデル図)である。
出力される電圧のグラフ (モデル図)である。
【図4】本発明の実施の形態(1)に係るカウンタ素子
の回路図である。
の回路図である。
【図5】本発明の実施の形態(2)に係るカウンタ素子
の原理説明図である。
の原理説明図である。
【図6】(a)〜(d)図5のA−A線断面図である。
【図7】本発明の実施の形態(2)に係るカウント表示
装置の外観図である。
装置の外観図である。
【図8】図7のB−B線断面図である。
【図9】図7のC−C線断面図である。
【図10】本発明の実施の形態(3)に係るカウント表
示装置の外観図である。
示装置の外観図である。
【図11】本発明の実施の形態(3)に係るカウント表
示装置の平面図である。
示装置の平面図である。
【図12】図11のD−D線断面図である。
【図13】本発明の実施の形態(3)に係るカウント表
示装置をラケットのグリップに装着した外観図である。
示装置をラケットのグリップに装着した外観図である。
【図14】本発明の実施の形態(4)に係るカウント表
示装置をラケットのグリップに装着した外観図である。
示装置をラケットのグリップに装着した外観図である。
1 電圧発生手段 2 検出手段(インターフェース回路) 3 変換手段(インターフェース回路) 4 演算手段(MPU) 5 表示手段(表示パネル) 6 ハウジング 7 ラケット 8 チャタリング防止回路 9 充電回路 10、11 コネクタ 20 圧電素子 21 基板 22 スペーサ 23 固定端 24 自由端 25 重り 26 エラストマー部材 27 固定部 61 枠状部 62 内部空間 63 基部 64 上枠 65 下枠 66 外枠 67 電池 71 フレーム 72〜74 フック 75 グリップ 76 空洞 77 嵌合口 78 ホールド片 79 スペーサ 80 液晶表示部 81 リセットボタン 100 カウンタ素子 200 カウント表示装置 201 ラケットカウンタ装置 300 外部部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G06M 7/00 G06M 7/00 J H H01L 41/09 G01P 15/00 A H01L 41/08 U
Claims (11)
- 【請求項1】 圧電素子の電圧を検出しカウントして表
示するカウント表示装置に接続可能に構成されるもので
あって、片持ち支持され弾性を有する基板とこの基板に
設けられ衝撃により歪むことで電圧を発生する薄膜状の
圧電素子とからなる電圧発生手段と、この圧電素子の歪
みにより発生する電圧を検出する検出手段と、検出され
た電圧をパルス信号に変換する変換手段とを備えたカウ
ント表示装置用のカウンタ素子。 - 【請求項2】 検出手段は圧電素子の振動電圧を検出
し、変換手段は振動電圧の最大電圧を単一の正電圧パル
スに変換して出力することを特徴とする請求項1記載の
カウント表示装置用のカウンタ素子。 - 【請求項3】 基板が弾性金属板であって、その一端を
固定端として他端を自由端とし、圧電素子は弾性金属板
の固定端から離れた部位に配置されていることを特徴と
する請求項1記載のカウント表示装置用のカウンタ素
子。 - 【請求項4】 基板が板状のエラストマー部材であっ
て、弾性金属板の圧電素子を設けた面側にエラストマー
部材が配置され、エラストマー部材及び弾性金属板は一
端を固定端として他端を自由端とし、圧電素子はエラス
トマー部材及び弾性金属板の固定端から離れた部位に配
置されていることを特徴とする請求項1記載のカウント
表示装置用のカウンタ素子。 - 【請求項5】 圧電素子と弾性金属板は板状のエラスト
マー部材に被覆され、エラストマー部材の一端が固定端
に固定されるとともに、弾性金属板の一端はエラストマ
ー部材を介して固定端に固定されていることを特徴とす
る請求項4記載のカウント表示装置用のカウンタ素子。 - 【請求項6】 エラストマー部材はシリコーンゲル、ア
クリルゲル、ウレタンゲルのいずれかで、針入度が20
〜160であることを特徴とする請求項4または5記載
のカウント表示装置用のカウンタ素子。 - 【請求項7】 基板は一端を枠状のハウジングに保持さ
れて固定端とされ、枠状の内部空間に自由端が配置され
ていることを特徴とする請求項1、3、4のいずれかに
記載のカウント表示装置用のカウンタ素子。 - 【請求項8】 検出手段が検出する振動電圧を蓄電する
蓄電手段を備えていることを特徴とする請求項1または
2に記載のカウント表示装置用のカウンタ素子。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載のカウン
ト表示装置用のカウンタ素子が、球体を打撃あるいは補
球するなどの球技用の運動具に装着されていることを特
徴とするカウント表示装置付き運動具。 - 【請求項10】 請求項1〜8のいずれかに記載のカウ
ント表示装置用のカウンタ素子が、球技用のラケットの
グリップ部分に装着されていることを特徴とするカウン
ト表示装置付き運動具。 - 【請求項11】 請求項1〜8のいずれかに記載のカウ
ント表示装置用のカウンタ素子が、運動靴あるいは歩数
計などの歩行用具に装着されていることを特徴とするカ
ウント表示装置付き運動具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11157967A JP2000346863A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | カウント表示装置用のカウンタ素子及びカウント表示装置付き運動具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11157967A JP2000346863A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | カウント表示装置用のカウンタ素子及びカウント表示装置付き運動具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000346863A true JP2000346863A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15661365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11157967A Pending JP2000346863A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | カウント表示装置用のカウンタ素子及びカウント表示装置付き運動具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000346863A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005195166A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-07-21 | Jfe Steel Kk | 潤滑剤の供給状態監視センサおよび供給状態監視装置 |
JP2014226165A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-08 | ヤマハ株式会社 | ゴルフクラブおよびシャフト撓り計測システム |
CN104798217A (zh) * | 2012-11-13 | 2015-07-22 | 庄信万丰催化剂(德国)有限公司 | 将机械功转变为电能的组件和包括该组件的计数装置 |
CN109389205A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-02-26 | 四川云智慧安科技有限公司 | 无源振动计数器及其应用方法 |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP11157967A patent/JP2000346863A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005195166A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-07-21 | Jfe Steel Kk | 潤滑剤の供給状態監視センサおよび供給状態監視装置 |
JP4710281B2 (ja) * | 2003-12-11 | 2011-06-29 | Jfeスチール株式会社 | 潤滑剤の供給状態監視センサおよび供給状態監視装置 |
CN104798217A (zh) * | 2012-11-13 | 2015-07-22 | 庄信万丰催化剂(德国)有限公司 | 将机械功转变为电能的组件和包括该组件的计数装置 |
JP2016504896A (ja) * | 2012-11-13 | 2016-02-12 | ジョンソン マッセイ キャタリスツ (ジャーマニー) ゲゼルシャフトミット ベシュレンクテル ハフツングJohnson Matthey Catalysts (Germany) GmbH | 機械的仕事を電気エネルギーに変換するためのアセンブリ及びそれを備える計数装置 |
JP2014226165A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-08 | ヤマハ株式会社 | ゴルフクラブおよびシャフト撓り計測システム |
CN109389205A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-02-26 | 四川云智慧安科技有限公司 | 无源振动计数器及其应用方法 |
CN109389205B (zh) * | 2018-12-06 | 2024-02-13 | 四川云智慧安科技有限公司 | 无源振动计数器及其应用方法 |
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