JP2003530925A - 圧力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、例えば衝撃の、装置への圧力を検出して視覚的確証を提供する装置に関する。この装置は、液晶、熱変色性物質からなる圧力検出層（３）と差温層（５）とのサンドウィッチ構造を持つ品物からなる。圧力検出層と差温層との間は、圧縮可能なメカニカルシールドを提供する層（４）によって分離されている。本発明による材料は、テニスコートあるいはスポーツ競技場の境界線を示すために、またゴルフの訓練補助具として、さらに他の用途にも用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、圧力装置、特に、装置への衝撃などから生じる圧力を検出し、それ
を一時的に表示することが可能なスポーツ装置に関する。

【０００２】 ボールが、コート、またはサービス・エリアの境界線内に、あるいはその外に
落ちたのかどうかに関して、テニス・プレーヤーの間で意見の相違が起こること
は、常である。このことは、プロ・テニスにおいて、しばしば激しい口論となる
場合もある。サービス・エリア外へのボールの着地を検出するための手段はある
が、確実なものではない。例えば、検出不可能な多くの欠点がある。 ・サーブ中のフットフォールト。 ・真ん中のサービスラインを含むサービスライン上へのボールの着地。 ・コート内、あるいは外へのボールの着地。

【０００３】 さらに、多くの他のスポーツでも、例えば、試合中、（連合、ラグビー組合、
ラグビーリーグあるいはアメリカン）フットボール選手が足を接触させたのかど
うかに関する意見の相違が起こることがある。従って、ラケットスポーツのコー
ト、あるいはスポーツフィールドの境界線上に、ボールが落ちたのかどうかに関
して、視覚的確証を提供するための手段が必要である。同様に、突然の衝撃ある
いはより優しい面接触にかかわらず、圧力の視覚的な表示が有用な他の応用もあ
る。

【０００４】 ＷＯ９４／２８９８２には、ゴルフクラブの面に付着可能な物質からなるサン
ドウィッチ構成を持ち、ボールのその面における衝撃位置を表示する装置が開示
されている。このサンドウィッチ構成は、液晶物質などの熱変色性物質の層を、
外側衝撃層と内側粘着層との間に挟んでいる。

【０００５】 類似の装置は、ＵＳ−Ａ−５８０５２４５に開示されているが、この場合は、
異なる温度範囲内で色を変える二つ以上の熱変色性物質層を持つ。

【０００６】 ＤＥ−Ａ−４１００４３４には、スポーツフィールドあるいはコート上のライ
ンあるいは境界線のための材料が開示されている。衝撃は、直接的な、あるいは
間接的な手段を用いる液晶物質手段によって検出されるが、これらの手段がどの
ように作用するのかについては詳細がない。

【０００７】 本発明によれば、衝撃あるいは差圧を検出して、その視覚的確証を提供する装
置が提供される。この装置は、液晶あるいは他の熱変色性物質からなる圧力検出
層、そして差温層を含むサンドウィッチ構造を持つ要素からなり、この差温層は
、圧力検出層と放熱層との間に圧縮可能なメカニカルシールドを提供する層によ
って切り離されている。

【０００８】 本発明の好適実施例においては、上記圧力検出層の上に保護層を設けることが
でき、保護層と圧力検出層との間には安定化層を設けることが好ましい。

【０００９】 さらに、本発明のもう一つの実施例では、差温層の下に支持層が設けられる。
この支持層は、プレイ面上に取り付けられるように、接着層あるいは機械的な定
着ポイントが設けられる。

【００１０】 次の添付図面を参照しながら、本発明をさらに説明する。

【００１１】 図１を参照すると、複数の層から材料がサンドウィッチ状に形成されているこ
とが分かる。望ましい形態としては、保護被覆層１、安定化層２、色の変化によ
って衝撃を示す層３、圧縮可能な層４、加熱層５及び支持層６が設けられる。

【００１２】 この装置は、変色の手段で瞬時の温度を表示する圧力検出層３を基本とし、必
要な温度範囲に応じて色が可変である。

【００１３】 装置は、特定用途に適当な、周囲からの温度差を提供する支持体に液晶膜を統
合するものである。本発明による装置は、機械的な衝撃等の、外部からの圧力に
さらされると、その圧力を、異なる色の表示マークによって明示する。表面マー
クの視覚的表示は、装置温度と周囲温度との間の温度差を調節することによって
、長時間、可視状態に保つことができる。

【００１４】 所定時間経過後に表示膜は元の色に戻る。

【００１５】 保護被覆１は、例えば、ポリウレタンあるいはポリビニル塩化物等の適当なプ
ラスチック材料から形成された防水層で、紫外線安定性、熱保護、そして高度な
機械的強度を提供する。例えば、厚さが１５０から４００μｍであることが好ま
しい。必要に応じて、プレイ面ラインに調和するような表面テクスチャを提供す
ることもできる。

【００１６】 草の外観あるいはテクスチャが必要な場合は、層１には、噴霧による接着層を
適用した後、例えば、静電気を帯びた長さが２から６ｍｍのプラスチックファイ
バを噴霧してもよい。これらのファイバは、必要に応じ、色があっても、あるい
は透明であってもよく、また、この層は、用途に応じ、異なってもよい。

【００１７】 好適実施例では、層１と３との間には、ポリ塩化ビニルの透明な安定化層２が
設けられることが好ましい。この層の目的は、層３を設けるための、安定な支持
体を提供することである。この層は、１００から１５０μｍ厚のポリ塩化ビニル
の薄膜からなり、ガラスのように透明で、また紫外線（ＵＶ）に対して安定であ
ることが好ましい。プラスチック材料は、十分な量の可塑剤を含み、適用に際し
て延性を保証するが、高度な柔軟性があるため、元の状態へ素早く戻ることが可
能である。

【００１８】 圧力検出層３は、層２の底部に噴霧あるいはスクリーン印刷した液晶層からな
り、その厚さ約５０から１００μｍであることが好ましい。

【００１９】 これは、既存の市販品で、温度計としての最も単純な応用である。表示結晶は
、懸濁溶液の状態で提供され、適用後に揮発する溶媒中に溶解している。このた
め、表面状態に拘わらず、均一に分布させることができ、また、如何なる温度差
にも反応させることが可能である。色及び温度差の範囲は、適当な用途に対して
調整できる。

【００２０】 また、表示媒体の化学式も、色変化の応答時間及び「弛緩」時間を変えるため
に調節することができる。この液体は、コットンＴシャツにスクリーン印刷して
、着用者の皮膚温度の変化から起こる色変化を示すために用いられている。

【００２１】 層４は、圧縮可能な膜で、圧力検出層３とその下にある加熱層５との間にメカ
ニカルシールドを提供する。高い熱伝導性を持つ材料からなり、その機能は、下
層の加熱層が提供する温度差を、その層の上からの物理的な衝撃の残存として表
すことである。

【００２２】 意図する用途に応じて、この層を構成する材料の性質及び厚さが決まり、例え
ば、厚さが３００μｍの炭素含浸ポリ塩化ビニル薄膜であってもよい。その柔軟
性は、「バウンス」特性及び残存衝撃痕のリフレッシュ率を調節するために、そ
して／あるいは加熱層５から層３へ熱を伝導するために、復旧率に影響を与える
可塑剤を加えることによって変えることができる。表面テクスチャは、例えば、
無数のポイント位置からなり、材料にパターンを浮き彫り、あるいは例えば、ポ
リ塩化ビニル微細線維を用いて、１ｃｍにつき３０から５０メッシュに粗織りす
ることによって生じさせる。この層を形成するもう一つの方法は、層５の表面上
に直接、あるいは層５へ適用する薄膜上に焼結球を堆積させることである。適当
な焼結球は、例えば、平均径が約５０マイクロメータで、膜を用いる場合は、そ
の厚さが約１０マイクロメータでもよい。表示層に対する圧力が、点接触を介し
て、加熱層へ完全に転送され、その層を通る局所的な熱伝達から色変化が生じる
。

【００２３】 差温層５は、意図する用途に応じて決定した厚さを持つ、例えば２ｍｍ厚の、
市販の低温熱テープであってもよい。この層は、意図する用途に応じて、０から
１００℃までの温度を提供することができる。択一的に、冷却液を用いる熱除去
システム、化学反応システム等であってもよい。加熱あるいは冷却の如何なるシ
ステムが用いられても、周囲に対する適当な温度差が液晶膜に加えられ、適当な
色感度範囲が実現される。衝撃が、温度の瞬間的な変化によって位置づけられ、
装置との接触が可視表示される。その後の、制御下にある復旧時間に渡って、残
存接触マークが可視状態に留まる。温度差は、変圧器、あるいはメンテナンス・
コストの低いバッテリーによって積極的に、あるいは自然な空気接触、太陽電池
板、化学反応等によって消極的に高めてもよい。既に、市販の低コストな加熱テ
ープが、例えば、装置エンクロージャ、流体導管等の温度を維持するために利用
可能である。このようなテープの一例が、エレクトロサーマル・リミテッド（El
ectrothermal Limited, Leigh-on Sea, Essex）によって供給されている。

【００２４】 支持層６は、機械的な支持及び強度、そして放熱層５からの隔離を提供する。
厚さが、例えば５００μｍであってもよい。耐摩耗性があり、酷使に耐える材料
（例えば、帆布、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ｕ−ポリ塩化ビニル）。面上
に配置するため、接着剤、 ベルクロ（商標、Velcro）、あるいは機械的な固定
点（例えば、「アイ」ポイント）を備えてもよい。

【００２５】 図２に示す装置は、保護層１１、オプションの第二の保護層１２、呈色層１３
、オプションの熱伝導層１４、差温発生層（１５）、そして基部保護層１６から
なる。

【００２６】 保護層１１は、（色変化の可観測性のために）必要な特性である、透明性ある
いは半透明性、ＵＶ光、化学物質、あるいは雨のような環境の影響に対する安定
性、そして（適当な耐久性を保証する）機械的強度を提供する、適当なプラスチ
ック材料から形成される。ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、
ラテックスポリマー等の、種々の高分子材料が、このような特性を提供すること
が知られている。

【００２７】 一般に、この層は、１５０から４００マイクロメータの厚さがあり、連続的に
押し出される、あるいは析出される。また、平滑な、あるいは芝生あるいは短い
草を装う模様付きの表面を提供するように、織り込んだ、あるいは編んだ構造を
持ち、適用するスポーツのプレイ面に整合性があるように表面が仕上げられる。
摩擦係数は、その特定な用途に依存する。

【００２８】 オプションの第二の保護層１２は、層１１と呈色層１３との間の透明な層であ
る。ガラスのような透明性、そしてＵＶ安定性を要するため、使用材料は、一般
的に、層１１と同じ材料から選択するが、層１２は薄く、例えば１００から１５
０マイクロメータの厚さがある。

【００２９】 通常、層１１及び１２は、必要に応じて、熱、高周波、接着剤あるいは機械的
な固定具によって隣接する層に固定される。

【００３０】 呈色層３は液晶層からなり、層１１の、あるいは層１２が設けられる場合はそ
の層の基部に、または差温発生層１５の、熱伝導層１４が設けられる場合はその
層の頂部に適用、すなわち接着される。噴霧あるいはスクリーン印刷によって適
用してもよいし、あるいは、その材料を個別に封入してもよい。コレステリック
もしくはネマティック液晶のような、好適な液晶がも用いられる。必要に応じて
、他の光互変物質を用いてもよい。材料の色は、意図する用途に依存する。その
層は、通常、厚さが５０から１００マイクロメータあり、不透明にならない、可
視の一体色を提供する。発色材料をマトリックス状に分散させる場合は、そのマ
トリックスの材料は、可塑性、高度な柔軟性及び復旧性があり、そして、例えば
クリープあるいは亀裂に対して機械的に安定である必要がある。

【００３１】 この層も、上記の層１１及び１２の場合と同じタイプの手段によって、隣接す
る層に固定してもよい。

【００３２】 オプションの熱伝導層１４は、装置の意図する用途に応じて用いるもので、通
常、厚さが約５０マイクロメータで、硬質あるいは半硬質材料、例えばプラスチ
ック材料、ゴムあるいは押出金属からなり、連続的な層であっても、あるいは、
下層の温度と（色範囲の関数として）最適な温度との間の温度差を強調するため
、隣接する層に、例えば角錐１４ａ、半球あるいは焼結球 １４ｂ等の形状粒子
で点あるいは線接触する、厚さに変化のある層であってもよい。これらの形状粒
子は、層を（１４ａのように）浮き上がらせても、（１４ｂのように）顆粒層に
してもよいし、あるいは半硬質の押出ポリ塩化ビニル微細線維を粗織りすること
によって形成してもよい。選択肢として、例えば、約５０マイクロメータの平均
直径を持つ焼結球を、例えば厚さが約１０マイクロメータの比較的に薄い面上に
堆積させてもよいし、あるいは層１５上に直接堆積させてもよい。

【００３３】 差温発生層１５は、分離の内部層から装置へ熱エネルギーを提供する。あるい
は装置の配置位置に応じて、例えば体温から装置へ熱を導いてもよい。代替的な
実施例では、比較的に冷たい、また暖かい流体を巡回する細い管の形態で、一連
の加熱及び冷却領域を備えてもよい。これは、層１３内に所定の呈色パターンを
提供するために用いることができる。

【００３４】 層１５のエネルギー源は、伝導、対流あるいは照射によって、周囲温度から温
度差を発生させる適当な手段であって、例えば、コンセント、バッテリー、液体
天然ガス、液化石油ガスあるいはブタンから、受動的に、例えば、赤外線、有効
なソーラーヒーティング、（例えば、補綴学においては）体温、発熱あるいは吸
熱化学反応、または蒸発冷却あるいは対流冷却によって、エネルギーを保存ある
いは発生させてもよい。

【００３５】 基部保護層１６は、地面から装置を分離するように作用するもので、その機械
的強度は用途に依存し、装置の縁を保護するために用いられる。下面の係数は、
意図する用途に応じ、例えば、ベルクロ（商標）、グリッパ、スパイク、ラテッ
クスあるいは接着剤である。固定方法は、装置を適用する面に依存し、適当な方
法として、接着剤、通し穴を介する掛け金、おもり等を用いるが、装置を輸送の
ための着脱可能な支持体に敷設してもよい。層の材料は、意図する用途に対して
選択される。例えば、木、プラスチック材料あるいは金属であってもよい。

【００３６】 必要に応じて、基部層及び上部保護層は、それらの間の層を封入するよう、縁
に沿って結合させてもよい。

【００３７】 本発明によるテープあるいはマットを製造するための一つの方法は、次の通り
である。 Ｉ． 層１を下向きに置く。 ＩＩ． 層１の上に層２を置く。 ＩＩＩ． 層２の上に、表示反応層スクリーン３を印刷あるいは噴霧する。 ＩＶ． 安定した後、層３の上に層４を敷く。 Ｖ． これらの四つの層の縁を、例えば高周波溶接等によって溶接する。 ＶＩ． これらの個結層の上に加熱あるいは冷却層５を置く。 ＶＩＩ． 最後の支持膜層６を一番上に置き、加熱マットに影響を与えないよ
うに、縁に沿って最後の溶接を行う。 ＶＩＩＩ．用途に応じて、機械的な固定具、ベルクロあるいは両面接着材を取
り付けてもよい。

【００３８】 本発明による多層の材料は、プレイ面の境界線を標識するために、あるいはプ
レイ面を異なるエリアに分けるために用いられるばかりでなく、ゴルフの訓練補
助として用いることもできる。このような場合は、マットの形態で、またはラケ
ットスポーツあるいはフットボールのコートの長く狭い境界線よりも少なくとも
広いエリアの形態で提供する。

【００３９】 ゴルフのトレーニングマットの用途では、基礎材は、クラブヘッドから高速度
の衝撃をマットが受けても動かないように十分高密度でなければならない。基部
、床、カーペット等内へ機械的な固定具を備えることによって、この点を強める
ことができる。基部は、また、層５内の加熱マットへ導く電線管に対する機械的
な保護をも提供する。

【００４０】 ゴルフボールを打つ場合、衝撃の瞬間には、クラブ表面の底部が、ボールの意
図するコースに対して直角になるべきであり、衝撃の直前及び直後もそうあるべ
きである。多くのプレーヤは、クラブヘッドへのボールの衝撃の瞬間が、スイン
グの適当な箇所で確実に起こるようにすることが非常に困難であることが分かっ
ている。網等の拘束空間内で練習する場合には特に難しい。

【００４１】 したがって、本発明による材料の細片は、ゴルフの練習及び訓練補助具を形成
し、衝撃直前直後のクラブヘッドの経路の即時表示を提供する。経路の方向から
、プレーヤのスイングに誤りがあるかどうかをすぐに示すことができる。内から
外へのスイング（クラブヘッドが衝撃時にボールの意図する経路から遠のく）、
そして外から内へのスイングの両方は、間違った方向へのショットになる。そこ
で、プレーヤは、本発明による材料を使用することによって、このようなスイン
グの誤りを非常に容易に修正することができるようになる。

【００４２】 本発明によるテープあるいはマットの他の用途の可能性としては、アメリカン
フットボールあるいはバスケットボールにおけるタッチラインに隣接する境界区
域エリアの輪郭を描く、あるいはショットパッティングにおける衝撃の正確なポ
イントを示すために用いることができる。

【００４３】 本発明による材料の非スポーツ的な用途の可能性としては、次のものがある。 ・肢の付け根と、合わせる義肢との間に材料を配置することによって、義肢を
取り付けるときの助けとして、テープあるいはシートの形態で使用。 ・製造ライン内の自由な流れが必要とされる所で、どちらの面が結合面かを示
すために、（粘着面を持つ）テープあるいはマットの形態で使用。 ・風洞あるいは水タンク内での試験のために、モデル（例えば、ボート船体、
飛行機モデルあるいは自動車モデル）を覆う面として、シートの形態で使用。モ
デルにおける圧力が最も高い領域を、色の違いによって表示することができる。 ・製造ライン上の品物が互いに接触、あるいはライン上の境界に接触する場合
、製造ライン内の障害から生じる遅延の原因を判断するために使用。

【００４４】 装置全体は、太陽光あるいは高圧蒸気殺菌から生じるような、広範範囲の温度
に耐えることができる。本装置は、全体あるいは中間層の修復が簡単であり、電
気的に絶縁され、防水であり、そして耐衝撃性及び耐破壊性がある。また、化学
的に安定で耐久性がある。ほとんどの、あるいはすべての部品は、既存のもので
あるため、種々の供給業者から得ることもできる。

【００４５】 装置の種々の用途は次のものを含む。生産技術におけるボトルネックの検出。
競技場での露の検出。人工的クリケット投球の衝突検出。種々のラケットスポー
ツのためのコート外における衝突の検出。面対面の接触。測風学的測定、船ある
いは自動車の流体動力学な試験における風洞内速度輪郭測定等の種々の科学的な
用途。あるいは広告（複数の異なる感温性層内に埋め込んだ、複数のメッセージ
によるマルチメッセージ広告）。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明による材料の一例を示す。

【図２】 図２は、本発明のもう一つの実施例の分解組立図であり、より大きな尺度で示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ステフェン チャールス ラコウスキ イギリス国、０ティーティー アールジー 12 バークシャー、ブラックネル、レディ ッチ 18

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置への衝撃あるいは差圧を検出して視覚的確証を提供する
   装置であって、液晶あるいは他の熱変色性物質からなる圧力検出層と、衝撃検出
   層と放熱層との間に圧縮可能なメカニカルシールドを提供する層によって分離し
   た差温層とのサンドウィッチ構造を持つ品物からなる装置。
2. 【請求項２】 前記差温層が放熱層である、請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記差温層が吸熱層である、請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記圧力検出層の上の保護層からなる、請求項１から３のい
   ずれかに記載の装置。
5. 【請求項５】 前記保護層と前記圧力検出層との間の安定化層からなる、請
   求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記放熱層の下の支持層からなる、請求項１から５のいずれ
   かに記載の装置。
7. 【請求項７】 前記支持層の下の接着層からなる、請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記支持層には定着ポイントが設けられている、請求項６に
   記載の装置。
9. 【請求項９】 リボンあるいはテープの形態にある、請求項１から８のいず
   れかに記載の装置。
10. 【請求項１０】 マットあるいはシートの形態にある、請求項１から８のい
    ずれかに記載の装置。
11. 【請求項１１】 基部層と保護層との縁が結合されて中間層が封入されてい
    る、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。