JP2007187577A - 振動検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】あらゆる方向の振動もしくは振動数を正確に検出することが可能な振動検出装置を提供する。
【解決手段】装置１０に振動が作用すると、球状中空室１３の内側で球体１４が跳ね上がって、球体１４が第１及び第２導電性ライン１１、１２から共に離間し、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が非導通となる。そして、球体１４が球状中空室１３の上側に当たって第１及び第２導電性ライン１１、１２に接触してから落下し、元の状態に戻るので、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が導通状態、非導通状態となってから、導通状態に戻る。振動が継続する限り、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通状態と非導通状態が繰り返される。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動の発生及び振動数等を検出する振動検出装置に関する。

この種の振動検出装置は、例えば歩数計に適用される。歩数計では、振動検出装置により歩行に伴う振動を検出して、この振動数を計数し、この計数値を歩行数として求めている。特許文献１の歩数計モジュールでは、アームを揺動可能に軸支して、このアームを弾性的に支持しておき、歩行に伴う振動が作用して、アームが上下方向に揺動したときに、このアームの揺動を検出して、この揺動数を計数し、この計数値を歩行数としている。

ところが、ここでは、アームが上下方向にのみ揺動するので、歩数計モジュールが傾いた状態で身体に装着されたり、あるいは歩数計モジュールが歩行中に身体と共に傾くと、アームの動きが悪くなり、振動の誤検出が生じて、歩行数の大幅な誤差を招いた。

また、特許文献２では、図２８に示す様なセンサ１０１を構成しており、このセンサ１０１が振動を受けて、第２及び第３の導電性球体１０２、１０３が第１の導電性球体１１１の導電部１１１ｅと絶縁部１１１ｄ間を移動して、一対のリード線１０４ａ、１０４ａ間が導通状態になったり非導通状態になったときに、この状態の変化を検出して、あらゆる方向の振動を検出している。

しかしながら、第２及び第３の導電性球体１０２、１０３は、相互に接触しかつ第１の導電性球体１１１の内周面にも接触しているので、それらの動きの自由度が低くて、それらの動きが振動に正確に追従せず、あらゆる方向の振動の有無を検出することができても、振動数を正確に検出することはできなかった。

一方、特許文献３には、振動の検出を本来の目的とはしていないものの、図２９に示す様に容器１２１の球状内周面に複数の環状電極１２２を同心円状に設け、この容器１２１内に水銀球１２３を配置しておき、容器１２１が傾斜して、水銀球１２３が移動すると、各環状電極１２２の導通状態及び非導通状態に基づいて、水銀球１２３の位置を検出し、この位置に基づいて容器１２１の傾斜角を検出している。この様な装置では、容器１２１の揺れを検出することも可能であると考えられるが、歩行に伴う上下方向の振動を正確に検出することはできない。
特開平１１−１４９５４５号公報 特開２０００−５５７２９号公報 実開昭６３−６２７１２号公報

この様に特許文献１では、上下方向の振動しか検出することができず、歩数計モジュールが傾いた状態で身体に装着されたり、あるいは歩数計モジュールが歩行中に身体と共に傾くと、アームの動きが悪くなり、振動の誤検出が生じて、歩行数の大幅な誤差を招いた。

また、特許文献２では、あらゆる方向の振動の有無を検出することができても、振動数を正確に検出することはできなかった。

更に、特許文献３では、揺れを検出することが可能であっても、歩行に伴う上下方向の振動を正確に検出することはできなかった。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、あらゆる方向の振動もしくは振動数を正確に検出することが可能な振動検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の振動検出装置は、相互に接触しない様に球状面に沿って巻き付けられた２本の導電性ラインと、前記各導電性ライン内側の球状中空室に移動自在に配置された移動部材とを備え、前記移動部材の表面の少なくとも一部が導電性領域である。

そして、本発明においては、前記各導電性ライン間の導通及び非導通を検出する検出手段を備えている。

また、本発明においては、前記移動部材は、球体であって、該球体の中心から外れた位置に重心を有しており、該重心を下方にして安定したときの該移動部材の少なくとも表面下側部分を絶縁性領域としている。

更に、本発明においては、前記移動部材の重心を下方にして安定したときの該移動部材の表面上側部分のみを導電性領域としている。あるいは、前記移動部材の重心を下方にして安定したときの該移動部材の表面側周部分のみを導電性領域としている。

次に、他の本発明の振動検出装置は、内周面に導電性を有する球状中空室と、前記球状中空室内側に配置された導電性部材とを備え、前記球状中空室及び前記導電性部材の少なくとも一方を弾性的に支持している。

そして、本発明においては、前記球状中空室の内周面と前記導電性部材間の導通及び非導通を検出する検出手段を備えている。

また、本発明においては、前記球状中空室の内周面及び前記導電性部材の少なくとも一方は、球面に沿って巻き付けられた導電性ラインにより形成されている。

更に、本発明においては、前記球状中空室の内周面及び前記導電性部材は、球面に沿って巻き付けられたそれぞれの導電性ラインにより形成されており、前記球状中空室の内周面を形成する導電性ラインの内側に前記導電性部材を形成する導電性ラインを配置し、前記各導電性ラインの巻き付けの中心軸を相互に傾けて交差させている。

また、本発明においては、導電性部材の内側に錘を設けている。

この様な本発明の振動検出装置によれば、導電性ラインを相互に接触しない様に球状面に沿って巻き付けているので、各導電性ライン内側に球状中空室が形成される。そして、この球状中空室内側に移動部材を移動自在に配置し、移動部材の表面の少なくとも一部を導電性領域にしている。このため、この装置に振動が作用したときには、球状中空室内側で移動部材が跳ねて、この移動部材の表面の導電性領域が各導電性ラインに接触したり該各導電性ラインの少なくとも一方から離間したりする。従って、この装置に振動が作用すると、各導電性ライン間の導通状態が変化する。

また、球状中空室の向きにかかわらず、移動部材が球状中空室内側で跳ねて、各導電性ライン間の導通状態が変化する。あるいは、移動部材が球状中空室内側でいずれの方向にも跳ねるので、いずれの方向の振動が作用しても、各導電性ライン間の導通状態が変化する。

そして、検出手段により各導電性ライン間の導通及び非導通を検出しているので、振動の有無を検出することができ、導通及び非導通の変化の回数を計数して、振動数を検出することもできる。

また、移動部材が球体であって、移動体の重心を下方にして安定したときの該移動部材の少なくとも表面下側部分を絶縁性領域としているので、振動が作用していないときには、移動部材の絶縁性領域が各導電性ラインに接触して、各導電性ラインが非導通となって、電流が流れず、消費電力を抑えることができる。

更に、移動部材の重心を下方にして安定したときの該移動部材の表面上側部分のみを導電性領域とするか、あるいは移動部材の重心を下方にして安定したときの該移動部材の表面側周部分のみを導電性領域としているので、振動が作用したときに、球状中空室内側で移動部材が跳ねて、この移動部材の表面の導電性領域が各導電性ラインに接触し、各導電性ライン間が導通し、振動数の検出が可能になる。

次に、他の本発明の振動検出装置によれば、球状中空室の内周面が導電性を有し、この球状中空室内側に導電性部材が配置されている。そして、球状中空室及び導電性部材の少なくとも一方が弾性的に支持されている。このため、この装置に振動が作用したときには、球状中空室及び導電性部材の少なくとも一方が移動して、球状中空室の内周面と導電性部材が接触したり離間したりし、球状中空室の内周面と導電性部材間の導通状態が変化する。

また、球状中空室及び導電性部材の向きにかかわらず、球状中空室及び導電性部材の少なくとも一方が移動して、球状中空室の内周面と導電性部材間の導通状態が変化する。あるいは、球状中空室及び導電性部材の少なくとも一方がいずれの方向にも移動するので、いずれの方向の振動が作用しても、球状中空室の内周面と導電性部材間の導通状態が変化する。

そして、検出手段により球状中空室の内周面と導電性部材間の導通及び非導通を検出しているので、振動の有無を検出することができ、導通及び非導通の変化の回数を計数して、振動数を検出することもできる。

また、球状中空室の内周面及び導電性部材の少なくとも一方が球面に沿って巻き付けられた導電性ラインにより形成されており、この巻き付けられた導電性ラインそのものがバネの役目も果たすので、この導電性ラインの両端を固定支持するだけで、この導電性ラインを弾性的に支持することができる。

更に、球状中空室の内周面及び導電性部材が球面に沿って巻き付けられたそれぞれの導電性ラインにより形成され、球状中空室の内周面を形成する導電性ラインの内側に導電性部材を形成する導電性ラインが配置され、各導電性ラインの巻き付けの中心軸が相互に傾けて交差しているので、球状中空室及び導電性部材の両方が弾性的に支持され、球状中空室の移動し易い方向及び導電性部材の移動し易い方向が相互に異なり、いずれの方向の振動が作用しても、球状中空室の内周面と導電性部材が接触したり離間し易くなり、振動数の検出が可能になる。

また、導電性部材の内側に錘を設けているので、導電性部材の重量を変更して、振動に伴う導電性部材の動きを調節することができる。

この様に本発明の振動検出装置によれば、この装置にいずれの方向の振動が作用しても、各導電性ライン間の導通及び非導通を検出することができ、振動の有無や振動数を検出することができる。あるいは、球状中空室の内周面と導電性部材間の導通及び非導通を検出することにより、振動の有無や振動数を検出することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
＜実施形態１＞
図１は、本発明の振動検出装置の実施形態１を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態の振動検出装置を示す断面図である。

本実施形態の振動検出装置１０では、第１導電性ライン１１と第２導電性ライン１２を相互に平行にして球状面に螺旋状に巻き付け、第１及び第２導電性ライン１１、１２を球状に形成し、第１及び第２導電性ライン１１、１２内側の球状中空室１３に球体１４を移動自在に配置している。

第１及び第２導電性ライン１１、１２は、例えば絶縁被覆等の処理を施していない裸の金属線であり、螺旋状に巻き付けられてバネを形成していることから適宜のバネ係数を有する。

球体１４は、その表面全体が導電性領域となっており、例えば導電性の合成樹脂を成形したものである。また、球体１４は、第１及び第２導電性ライン１１、１２のバネ係数の弾性に応じた重さを有する。

ここで、この装置１０が静止状態にあると、図１及び図２に示す様に球状中空室１３の下側で球体１４が静止して、領域Ａにおいて球体１４が第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触し、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が球体１４を通じて導通する。このとき、球体１４の重みにより螺旋状の第１及び第２導電性ライン１１、１２が適宜に撓んで、球体１４と第１及び第２導電性ライン１１、１２間の接触が確実になされる。

また、この装置１０に１周期の振動が作用すると、図３及び図４に示す様に球状中空室１３の内側で球体１４が跳ね上がって、球体１４が第１及び第２導電性ライン１１、１２から共に離間し、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が非導通となる。そして、球体１４が球状中空室１３の上側に当たって第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触してから落下し、図１及び図２の状態に戻るので、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が導通状態、非導通状態となってから、更に導通状態に戻る。

従って、この装置１０に１周期の振動が作用する度に、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が導通状態、非導通状態、導通状態、非導通状態、及び導通状態という様に変化する。そして、振動が継続する限り、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通状態と非導通状態が繰り返される。

球体１４が跳ねる状態は、第１及び第２導電性ライン１１、１２のバネ係数、及び該球体１４の弾性と重さにより決定される。この装置１０に作用する振動振幅及び振動数にもよるが、例えば、この装置１０を歩数計に適用するならば、人の歩行に伴う振動振幅や振動数がほぼ特定されるので、第１及び第２導電性ライン１１、１２のバネ係数、及び該球体１４の弾性と重さを適宜に設定して、人が歩く度に、球体１４が１度だけ跳ねる様に調節する。これにより、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通及び非導通に基づいて、振動の有無及び振動回数を検出することができ、振動回数を歩行数として求めることが可能になる。

また、図５及び図６に示す様に第１及び第２導電性ライン１１、１２が回転して向きを変えても、球体１４が第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触したり、図７に示す様に球状中空室１３の内側で球体１４が跳ねるので、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通及び非導通に基づく振動の検出が可能である。

図８に示す様に第１及び第２導電性ライン１１、１２の両端が上下方向になって、球体１４が第１及び第２導電性ライン１１、１２の一端近傍に載る状態であっても、球体１４が第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触したり、球体１４が自在に跳ねるので、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通及び非導通に基づく振動の検出が可能である。

図９は、振動検出装置１０の第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通及び非導通に基づいて振動の有無の判定及び振動回数の計数を行うための制御系の構成を示すブロック図である。ここでは、振動検出装置１０を図９の制御系と一体化するものとする。具体的には、１つのケース（図示せず）に振動検出装置１０と図９の制御系を内蔵させて、これを１つの振動検出装置とする。

図９に示す様に第１導電性ライン１１の一端を電源２２の正電極に接続し、また第２導電性ライン１２の一端を制御部２１に接続している。また、第１及び第２導電性ライン１１、１２の他端を制御部２１に接続しているが、これらの他端を電気的に浮かせている。制御部２１は、第２導電性ライン１２の一端を電源２２の負電極に接続したり切り離したりする。また、制御部２１は、操作部２３の入力操作に応答して振動の検出を開始したり終了し、振動の検出に際しては、振動回数を計数して、この振動回数を表示部２４に表示する。

さて、操作部２３の入力操作により振動の検出開始を指示すると、これに応答して制御部２１は、第２導電性ライン１２の一端を電源２２の負電極に接続する。これにより、第１及び第２導電性ライン１１、１２のそれぞれの一端が電源２２の正電極及び負電極に接続される。

このとき、振動検出装置１０が静止状態にあれば、球体１４が第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触して、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が球体１４を通じて導通し、電源２２の正電極→第１導電性ライン１１→球体１４→第２導電性ライン１２→電源２２の負電極という電流経路が形成される。制御部２１は、この電流経路の電流、つまり第１及び第２導電性ライン１１、１２間に流れる電流を検出して、振動検出装置１０が静止状態にある旨を判定する。

また、振動検出装置１０に振動が作用すると、球体１４が跳ねて、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通状態と非導通状態が繰り返される。制御部２１は、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通状態と非導通状態の繰り返しにより、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の電流が間欠的に遮断されるので、この間欠的な電流の遮断に基づいて、振動検出装置１０が振動状態にある旨を判定し、かつ振動数を計数する。

図１０は、振動状態における球体１４の動きと、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の電流の間欠的な流れとを示すタイミングチャートである。

時点ｔ１の前では、振動検出装置１０が静止状態にあり、球体１４が第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触して、第１及び第２導電性ライン１１、１２間がオン状態（導通状態）となり、第１及び第２導電性ライン１１、１２間に電流が流れる。

時点ｔ１より振動検出装置１０に振動が作用すると、球体１４が跳ねて、第１及び第２導電性ライン１１、１２間のオン状態（導通状態）とオフ状態（非導通状態）が繰り返される。このとき、先に述べた様に１周期の振動で、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が２回オフ状態となる。

以降、振動が継続する限り、１周期の振動毎に、第１及び第２導電性ライン１１、１２間のオフ状態が２回発生する。

従って、制御部２１は、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が間欠的にオフ状態になる限り、振動状態にある旨を判定することができ、かつ第１及び第２導電性ライン１１、１２間のオフ状態が２回発生する度に、振動数を１つずつ歩進して、振動数を計数することができる。この計数値の推移は、図１０のタイミングチャートの最も下側列の数字で表されている。
＜実施形態２＞
図１１は、本発明の振動検出装置の実施形態２を示す断面図である。尚、図１１において、図１及び図２と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。

本実施形態の振動検出装置１０Ａでは、図１及び図２の球体１４の代わりに、球体１４Ａを適用している。

この球体１４Ａは、その表面近傍に錘１４ａを有しており、その重心Ｇが該球体１４Ａの中心Ｏから外れた位置にある。この重心Ｇを下方にして安定したときの該球体１４Ａの表面上側部分を導電性領域３１にして、該球体１４Ａの表面下側部分を含む他の部分を絶縁領域３２にしている。

このため、この装置１０Ａが静止状態にあるときには、図１１に示す様に球状中空室１３の下側で球体１４Ａが静止して、球体１４Ａの絶縁性領域３２が第１及び第２導電性ライン１１、１２に接触し、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が非導通となる。

また、この装置１０Ａに１周期の振動が作用すると、図１２に示す様に球体１４Ａが跳ね上がって球状中空室１３の上側に当たり、領域Ｂにおいて球体１４Ａの導電性領域３１が第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触し、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が導通する。そして、球体１４Ａが落下して、図１１の状態に戻るので、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が再び非導通となる。

従って、この装置１０Ａに１周期の振動が作用する度に、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が非導通状態、導通状態、非導通状態という様に変化する。そして、振動が継続する限り、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通状態と非導通状態が繰り返される。

また、図１３及び図１４に示す様に第１及び第２導電性ライン１１、１２が回転して向きを変えても、球体１４Ａの絶縁性領域３２が第１及び第２導電性ライン１１、１２に接触したり、球状中空室１３の内側で球体１４Ａが跳ねて、球体１４Ａの導電性領域３１が第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触するので、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通及び非導通に基づく振動の検出が可能である。

更に、図９に示す制御系において、振動検出装置１０Ａを適用すれば、制御部２１により振動の有無の判定と振動回数の計数を行うことができる。

図１５は、振動状態における球体１４Ａの動きと、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の電流の間欠的な流れとを示すタイミングチャートである。

時点ｔ２の前では、振動検出装置１０Ａが静止状態にあり、球体１４Ａの絶縁性領域３２が第１及び第２導電性ライン１１、１２に接触し、第１及び第２導電性ライン１１、１２間がオフ状態（非導通状態）となる。

時点ｔ２より振動検出装置１０に振動が作用すると、１周期の振動毎に、球体１４Ａが跳ね上がって球状中空室１３の上側に当たり、球体１４Ａの導電性領域３１が第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触し、第１及び第２導電性ライン１１、１２間がオン状態（導通状態）になる。

従って、制御部２１は、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が間欠的にオン状態になる限り、振動状態にある旨を判定することができ、かつ第１及び第２導電性ライン１１、１２間がオン状態になる度に、振動数を１つずつ歩進して、振動数を計数することができる。この計数値の推移は、図１５のタイミングチャートの最も下側列の数字で表されている。

また、ここでは、振動状態のときにだけ第１及び第２導電性ライン１１、１２間が導通となって、電流が流れるので、消費電力を抑えることができる。

図１６は、図１１の振動検出装置の変形例を示す断面図である。尚、図１６において、図１１と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。

この変形例の振動検出装置１０Ｂでは、図１１の球体１４Ａの代わりに、球体１４Ｂを適用している。

この球体１４Ｂは、その表面近傍に錘１４ａを有しており、その重心Ｇが該球体１４Ｂの中心Ｏから外れた位置にある。この重心Ｇを下方にして安定したときの該球体１４Ｂの
表面側周部分を導電性領域３３にして、該球体１４Ｂの表面下側部分を含む他の部分を絶縁性領域３４にしている。

このため、この装置１０Ｂが静止状態にあるときには、図１６に示す様に球状中空室１３の下側で球体１４Ｂが静止して、球体１４Ｂの絶縁性領域３４が第１及び第２導電性ライン１１、１２に接触し、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が非導通となる。

また、この装置１０Ｂに上下方向の振動が作用すると、図１７に示す様に球体１４Ｂが跳ね上がって球状中空室１３の上側に当たるものの、領域Ｂにおいて球体１４Ｂの絶縁性領域３４が第１及び第２導電性ライン１１、１２に接触するので、やはり第１及び第２導電性ライン１１、１２間が非導通となる。そして、球体１４が落下しても、図１６の状態に戻るので、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の非導通が維持される。

更に、この装置１０Ｂに横方向の振動が作用したときには、図１８に示す様に球体１４Ｂが横方向に跳ねて球状中空室１３の側面に当たり、領域Ｃにおいて球体１４Ｂの導電性領域３３が第１及び第２導電性ライン１１、１２に同時に接触し、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が導通する。そして、球体１４が落下すると、図１６の状態に戻って、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が再び非導通となる。

従って、この装置１０Ｂに上下方向の振動が作用したときには、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の非導通状態が維持され、この装置１０に横方向の振動が作用したときにだけ、第１及び第２導電性ライン１１、１２間が非導通状態、導通状態、非導通状態という様に変化する。勿論、横方向の振動が継続する限り、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通状態と非導通状態が繰り返される。

また、第１及び第２導電性ライン１１、１２が回転して向きを変えても、球状中空室１３の内側で球体１４Ｂが自在に跳ねるので、横方向の振動が継続する限り、第１及び第２導電性ライン１１、１２間の導通及び非導通が繰り返される。

図９に示す制御系において、振動検出装置１０Ｂを適用すれば、制御部２１により横方向の振動の有無の判定と横方向の振動回数の計数を行うことができる。

この様に球体表面の導電性領域及び絶縁領域を如何に配置するかにより検出可能な振動の方向を特定することができる。
＜実施形態３＞
図１９は、本発明の振動検出装置の実施形態３を示す斜視図である。また、図２０は、本実施形態の振動検出装置を示す側面図である。

本実施形態の振動検出装置４０では、第１導電性ライン４１を球状面に螺旋状に巻き付けて、第１導電性ライン４１を球状に形成し、第２導電性ライン４２を第１導電性ライン４１よりも小さな球状面に螺旋状に巻き付けて、第２導電性ライン４２を第１導電性ライン４１よりも小さな球状に形成し、第１導電性ライン４１内側に該第１導電性ライン４１とは非接触で第２導電性ライン４２を配置して、第１導電性ライン４１の螺旋状中心軸と第２導電性ライン４２の螺旋状中心軸とを９０°の角度で相互に交差させた状態で第１及び第２導電性ライン４１、４２の両端を固定支持している。

第１及び第２導電性ライン４１、４２は、例えば絶縁被覆等の処理を施していない裸の金属線であり、螺旋状に巻き付けられてバネとなっていることから適宜のバネ係数を有する。ただし、第１及び第２導電性ライン４１、４２からなるそれぞれのバネは、相互に異なるバネ係数を有している。例えば、第１導電性ライン４１からなるバネのバネ係数が大きく、第２導電性ライン４２からなるバネのバネ係数が小さい。

ここで、この装置４０が静止状態にあると、図１９及び図２０に示す様に第１及び第２導電性ライン４１、４２が静止して相互に接触することはなく、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が非導通となる。

また、この装置４０に上下方向の振動が作用すると、図２１に示す様に第１導電性ライン４１からなるバネが上下方向に撓んで変形し、図２２に示す様に箇所Ｄにおいて第１導電性ライン４１が第２導電性ライン４２に接触して、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が導通する。そして、図１９及び図２０に示す様に第１導電性ライン４１からなるバネが元の形状に復帰すると、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が非導通となる。

同様に、この装置４０に横方向の振動が作用すると、第２導電性ライン４２からなるバネが横方向に撓んで変形し、第２導電性ライン４２が第１導電性ライン４１に接触して、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が導通する。そして、第２導電性ライン４２からなるバネが元の形状に復帰すると、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が非導通となる。

更に、この装置４０に斜め方向の振動が作用すると、第１及び第２導電性ライン４１、４２からなるそれぞれのバネのバネ係数が異なるため、これらのバネが斜め方向に相互に異なる撓み量で撓んで変形し、第１及び第２導電性ライン４１、４２が相互に接触して、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が導通する。そして、第１及び第２導電性ライン４１、４２からなるそれぞれのバネが元の形状に復帰すると、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が非導通となる。

従って、この装置４０にいずれの方向の振動が作用しても、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が非導通状態、導通状態、非導通状態という様に変化する。そして、振動が継続する限り、第１及び第２導電性ライン４１、４２間の非導通状態と導通状態が繰り返される。

第１及び第２導電性ライン４１、４２からなるそれぞれのバネのバネ係数及び重量を適宜に設定することにより、例えば、人が歩く度に、第１及び第２導電性ライン４１、４２間の導通及び非導通が所定回数（例えば１回又は２回）だけなされる様にすれば、第１及び第２導電性ライン４１、４２間の導通及び非導通に基づいて、振動の有無及び振動回数を検出することが可能になる。

また、第１及び第２導電性ライン４１、４２が回転して向きを変えても、振動に応じて第１及び第２導電性ライン４１、４２が撓むので、第１及び第２導電性ライン４１、４２間の導通及び非導通に基づく振動の検出が可能である。

図９に示す制御系においては、振動検出装置４０を適用し、第１及び第２導電性ライン４１、４２の一端を電気的に接続すれば、制御部２１により、第１及び第２導電性ライン４１、４２間の導通及び非導通を検出して、振動の有無の判定と振動回数の計数を行うことができる。

図２３は、図１９の振動検出装置の変形例を示す斜視図である。尚、図２３において、図１９と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。

この変形例の振動検出装置４０Ａでは、第２導電性ライン４２内側の球状中空室４３に球状の錘４４を配置している。この錘４４の重さは、第２導電性ライン４２からなるバネのバネ係数に応じて適宜に設定される。

この装置４０Ａが静止状態にあると、図２３に示す様に錘４４が第２導電性ライン４２の内側で静止しており、第１及び第２導電性ライン４１、４２が相互に接触せず、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が非導通となる。

また、この装置４０Ａにいずれの方向の振動が作用しても、錘４４が跳ねて第２導電性ライン４２に衝突し、このときの衝撃により第２導電性ライン４２が撓んで第１導電性ライン４１に接触して、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が導通する。そして、この後直ぐに第２導電性ライン４２が元の形状に復帰して、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が非導通となる。振動が継続する限りは、錘４４が跳ねて、第１及び第２導電性ライン４１、４２間の非導通状態と導通状態が繰り返される。更に、振動が停止すると、錘４４が静止して、第１導電性ライン４１からなるバネが元の形状に復帰し、第１及び第２導電性ライン４１、４２間が非導通となる。

このため、図９に示す制御系において、振動検出装置４０Ａを適用すれば、制御部２１により振動の有無の判定と振動回数の計数を行うことができる。

尚、この装置４０Ａでは、第１導電性ライン４１が撓まなくても構わない。このため、第１導電性ライン４１をピンポン球の様な中空球体（図示せず）の内周面に導電性のパターンで形成しても構わない。

また、第１導電性ライン４１の螺旋状中心軸と第２導電性ライン４２の螺旋状中心軸とを交差させる角度を変更しても構わない。
＜実施形態４＞
図２４は、本発明の振動検出装置の実施形態４を示す斜視図である。また、図２５は、本実施形態の振動検出装置を示す平面図であり、図２６は、本実施形態の振動検出装置を部分的に破断して示す斜視図である。

本実施形態の振動検出装置５０は、導電性中空球体５１の内側に導電性球体５２を配置し、４本のバネ５３を導電性中空球体５１の４つの孔５１ａを通じて導電性球体５２に接続し、各バネ５３により導電性球体５２を導電性中空球体５１の内周面に接触しない様に弾性的に支持している。

また、導電性中空球体５１と導電性球体５２を電源の正電極もしくは負電極に接続するためのケーブル５１ｂ、５３ａを設けている。導電性球体５２とバネ５３とが導通しているため、バネ５３にケーブル５３ａを接続しているが、この代わりに、導電性球体５２にケーブル５３ａを直接接続してもよい。

ここで、この装置５０が静止状態にあると、図２６に示す様に導電性球空球体５１及び導電性球体５２が静止して相互に接触することはなく、導電性球空球体５１及び導電性球体５２間が非導通となる。

また、各バネ５３により導電性球体５２を弾性的に支持しているので、この装置５０にいずれの方向の振動が作用しても、導電性球体５２が揺動しかつ各バネ５３が撓んで、図２７に示す様に導電性球体５２が導電性中空球体５１の内周面に接触して、導電性中空球体５１及び導電性球体５２間が導通する。そして、この後直ぐに各バネ５３の弾性により導電性球体５２が元の位置に戻されて、導電性中空球体５１及び導電性球体５２間が非導通となる。振動が継続する限りは、導電性球体５２が揺動して、導電性中空球体５１及び導電性球体５２間の非導通状態と導通状態が繰り返される。更に、振動が停止すると、導電性球体５２が元の位置に戻って静止し、導電性中空球体５１及び導電性球体５２間が非導通となる。

このため、図９に示す制御系において、振動検出装置５０を適用し、導電性中空球体５１とはケーブル５１ｂを通じて電気的に直接接続し、導電性球体５２とはケーブル５３ａもしくはバネ５３を通じて電気的に接続すれば、制御部２１により、導電性中空球体５１及び導電性球体５２間の導通及び非導通を検出して、振動の有無の判定と振動回数の計数を行うことができる。

尚、導電性球体５２の内側に錘を配置して、導電性球体５２の重さを変更することができる様にし、導電性球体５２と各バネ５３かなる振動系の特性を調節することができる様にしても良い。

また、導電性球体５２表面の一部に絶縁性を与えて、検出される振動方向を特定しても良い。

本発明の振動検出装置の実施形態１を示す斜視図である。 図１の振動検出装置を示す断面図である。 図１の振動検出装置において球体が跳ね上がった状態を示す斜視図である。 図１の振動検出装置において球体が跳ね上がった状態を示す断面図である。 図１の振動検出装置が斜めになったときの状態を示す斜視図である。 図１の振動検出装置が斜めになったときの状態を示す断面図である。 図１の振動検出装置が斜めになったときに、球体が跳ね上がった状態を示す斜視図である。 図１の振動検出装置が９０°回転して向きを変えた状態を示す断面図である。 振動検出装置の導通及び非導通に基づいて振動の有無の判定及び振動回数の計数を行うための制御系の構成を示すブロック図である。 図１の振動検出装置における球体の動きと、第１及び第２導電性ライン間の電流の間欠的な流れとを示すタイミングチャートである。 本発明の振動検出装置の実施形態２を示す断面図である。 図１１の振動検出装置において球体が跳ね上がった状態を示す断面図である。 図１１の振動検出装置が斜めになった状態を示す断面図である。 図１１の振動検出装置が９０°回転して向きを変えた状態を示す断面図である。 図１１の振動検出装置における球体の動きと、第１及び第２導電性ライン間の電流の間欠的な流れとを示すタイミングチャートである。 図１１の振動検出装置の変形例を示す断面図である。 図１６の振動検出装置において球体が上方向に跳ね上がった状態を示す断面図である。 図１６の振動検出装置において球体が横方向に跳ねた状態を示す断面図である。 本発明の振動検出装置の実施形態３を示す斜視図である。 図１９の振動検出装置を示す側面図である。 図１９の振動検出装置における第１導電性ラインからなるバネが上下方向に撓んで変形した状態を示す図である。 図２１の状態での第１及び第２導電性ラインを示す図である。 図１９の振動検出装置の変形例を示す斜視図である。 本発明の振動検出装置の実施形態４を示す斜視図である。 図２４の振動検出装置を示す平面図である。 図２４の振動検出装置を部分的に破断して示す斜視図である。 図２４の振動検出装置における導電性球体が揺動して導電性中空球体の内周面に接触した状態を部分的に破断して示す斜視図である。 従来の装置を示す透視図である。 従来の他の装置を示す平面図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ、４０、４０Ａ、５０ 振動検出装置
１１、４１ 第１導電性ライン
１２、４２ 第２導電性ライン
１３、４３ 球状中空室
１４、１４Ａ 球体
１４ａ 錘
２１ 制御部
２２ 電源
２３ 操作部
２４ 表示部
４４ 錘
５１ 導電性中空球体
５２ 導電性球体
５３ バネ

Claims (10)

1. 相互に接触しない様に球状面に沿って巻き付けられた２本の導電性ラインと、
   前記各導電性ライン内側の球状中空室に移動自在に配置された移動部材とを備え、
   前記移動部材の表面の少なくとも一部が導電性領域であることを特徴とする振動検出装置。
2. 前記各導電性ライン間の導通及び非導通を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
3. 前記移動部材は、球体であって、該球体の中心から外れた位置に重心を有しており、該重心を下方にして安定したときの該移動部材の少なくとも表面下側部分を絶縁性領域としたことを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
4. 前記移動部材の重心を下方にして安定したときの該移動部材の表面上側部分のみを導電性領域としたことを特徴とする請求項３に記載の振動検出装置。
5. 前記移動部材の重心を下方にして安定したときの該移動部材の表面側周部分のみを導電性領域としたことを特徴とする請求項３に記載の振動検出装置。
6. 内周面に導電性を有する球状中空室と、
   前記球状中空室内側に配置された導電性部材とを備え、
   前記球状中空室及び前記導電性部材の少なくとも一方を弾性的に支持したことを特徴とする振動検出装置。
7. 前記球状中空室の内周面と前記導電性部材間の導通及び非導通を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の振動検出装置。
8. 前記球状中空室の内周面及び前記導電性部材の少なくとも一方は、球面に沿って巻き付けられた導電性ラインにより形成されることを特徴とする請求項６に記載の振動検出装置。
9. 前記球状中空室の内周面及び前記導電性部材は、球面に沿って巻き付けられたそれぞれの導電性ラインにより形成されており、前記球状中空室の内周面を形成する導電性ラインの内側に前記導電性部材を形成する導電性ラインを配置し、前記各導電性ラインの巻き付けの中心軸を相互に傾けて交差させたことを特徴とする請求項６に記載の振動検出装置。
10. 導電性部材の内側に錘を設けたことを特徴とする請求項６に記載の振動検出装置。

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