JP2012501527A - モーションスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】特定の１つ又は複数の方向の物体の動きを検出するために使用することができ、小型で使い易いスイッチを提供する。
【解決手段】特定の１つ又は複数の方向の物体の動きを検出するために、物体と共に使用することができるスイッチ又はスイッチ機構が開示される。スイッチは、２つの接点と、一方の接点との係合を維持し特定の方向の移動に応答して他方の接点と選択的に係合可能な導電機構と、を含むことができる。
【選択図】図１５

Description

[0001] 本発明は特定方向の動きを検出するために使用することができるスイッチに関する。特に、本発明は特定の１つ又は複数の方向の物体の動きを検出するために使用することができるスイッチに関する。一実施形態では、物体は玩具であってもよく、スイッチは玩具内に配置することができる。

[0002] 物体の動きを検出するために使用することができるスイッチには多くのタイプがある。通常、スイッチは、スイッチが閉じることに応答して出力を生成するように構成された電子システムに接続される。いくつかの物体では、物体がある特定方向に移動している場合には検出するが他の方向では検出しないことが望ましい。例えば、ある物体が垂直方向に移動している場合には検出し、水平方向では検出しないことが望ましい。しかしながら、従来のスイッチの能力は、ある特定方向の動きを検出することに限定されている。

[0003] したがって、特定の１つ又は複数の方向の物体の動きを検出するために使用することができるスイッチが求められている。さらに、その機能を実行する小型で使い易いスイッチが求められている。

[0004] 本発明は、物体に結合することができ、物体の動きを検出するために使用することができるスイッチ又はスイッチ機構に関する。物体が移動するとスイッチの構成要素も同様に移動し、それによって動きの検出が容易になる。スイッチの向きに応じて、特定の１つ又は複数の方向の移動又は動きを検出することができる。

[0005] 一実施形態では、スイッチは、１対の接点と、接点と係合できるように配置された導電機構と、を有する。接点及び導電機構はそれぞれ、導電材料で形成されるか、又はその上に導電性の材料層が配置されている。一実施形態では、各接点は配線などによって電子システムに接続するように構成される。通常の静止位置では、導電機構は接点のうちの一方と係合するが、他方とは係合しない。スイッチが結合された物体の移動などによってスイッチが移動する場合、導電機構は、第１の接点との係合を維持しながら、第２の接点との係合状態に出入りする。導電機構が両方の接点と係合した場合、スイッチは全回路を完了し、電流がスイッチを通過する際に信号を生成することができる。

[0006] 一実施形態では、導電機構は、弾性部と、接触部と、を含む。弾性部は、接触部を支持するように構成される。物体が移動し、結果としてスイッチが移動した場合、接触部の重さが弾性部に移動を伝える。したがって、弾性部は一方の接点との係合を維持し、接触部は物体及びスイッチの動きに応答して他方の接点と選択的に係合する。

[0007] 一実施形態では、物体内の動きを検出するためのスイッチが、電子システムに接続された第１の接点と、電子システムに接続された第２の接点と、第１の接点と係合し第１の方向に沿った特定周波数での物体の移動に応答し第２の方向に沿った又は特定周波数より低い周波数での物体の移動には応答せずに第２の接点と選択的に係合可能な導電機構と、を含む。導電機構は、弾性部と、接触部と、を含み、弾性部は移動のために接触部を支持する。第１の方向に沿った特定周波数での物体の移動が、接触部を第２の接点との係合状態に出入りさせる。さらに、第２の方向又は特定周波数より低い周波数での物体の移動では、接触部は第２の接点と係合しない。一実施態様では、弾性部はコイルバネである。

[0008] 一実施形態では、弾み玩具は、ベースと、ベースに結合されベースに対して移動可能な支持部と、支持部に結合され第１の方向及び第１の方向とは異なる第２の方向のベースに対する移動のために支持された本体であって子供が座ることのできる乗り面を含む本体と、出力デバイス及びモーションスイッチを含む電子システムであってモーションスイッチは本体又は支持部のうちの１つに結合されモーションスイッチは第１の方向の本体の移動に応答して閉じられ第２の方向の本体の移動に応答して閉じることはなく出力デバイスはモーションスイッチが閉じることに応答して出力を生成する電子システムと、を含む。

[0009] 代替実施形態では、モーションスイッチは、第１の接点と、第２の接点とを含み、第１の接点及び第２の接点は、それぞれ電子システムに接続され、モーションスイッチは、継続的に第１の接点と係合し、第１の方向の物体の移動に応答し、第２の方向の物体の移動には応答せずに、第２の接点と選択的に係合可能な導電機構をさらに含む。他の実施形態では、第１の方向の本体の移動が、導電機構を第２の接点との係合状態に出入りさせる。さらに、第２の方向の本体部の移動では、導電機構は第２の接点と係合しない。

[0010] いくつかの実施形態では、弾性部は固有周波数特性を有し、本体が弾性部の固有周波数と実質的に同じ周波数で移動する場合、導電部は第２の接点と係合する。玩具の向きに応じて、第１の方向は実質的に垂直であり、第２の方向は実質的に水平であるか又は回転する。

[0011] 他の実施形態では、スイッチは、内部領域を画定する壁部を有する容器を含み、第１の接点は容器の一方の端部に配置され、第２の接点は容器の反対側の端部に配置され、弾性部及び導電部は内部領域内に配置され、導電部は第２の接点と選択的に係合可能である。弾性部は長手軸を画定し、第１の方向は長手軸と実質的に位置合わせされる。容器は長さを有し、弾性部は不偏長さ（unbiased length：圧縮されていない状態の長さ）を有し、弾性部の不偏長さは容器の長さよりも長い。導電部が弾性部と係合される場合に弾性部は圧縮され、圧縮された場合の弾性部の長さは容器の長さよりも短い。

[0012] 他の実施形態では、玩具は、第１の端部と、第１の端部と反対側の第２の端部とを含む本体であって長手軸を画定しユーザによって第１の方向及び第２の方向に移動可能である本体と、本体に結合されたモーションスイッチであってモーションスイッチの構成要素がそれに沿って移動することができる主軸を有し主軸は本体の長手軸と実質的に位置合わせされモーションスイッチは第１の方向に沿った本体の移動に応答して閉じられ第２の方向に沿った本体の移動に応答して閉じることはないモーションスイッチと、を有する。第１の方向の本体の動きは平面内の揺動であり、第２の方向の本体の動きはその平面に沿ったものではない。

[0013]本発明によるスイッチの実施形態を示す概略ブロック図である。 [0013]本発明によるスイッチの実施形態を示す概略ブロック図である。 [0014]本発明によるスイッチの代替実施形態を示す概略ブロック図である。 [0015]本発明によるスイッチのための導電機構の実施形態を示す概略ブロック図である。 [0016]本発明によるスイッチの実施形態を示す正面斜視図である。 [0017]図４に示されたスイッチの一部を示す図である。 [0018]図４に示されたスイッチの一方の端部を取り外した正面斜視図である。 [0019]図６に示されたスイッチのいくつかの構成要素を示す図である。 [0020]本発明による端部の実施形態を示す斜視図である。 [0021]図８に示された端部を示す側面図である。 [0022]図８に示された端部の線「１０−１０」に沿って示された断面図である。 [0023]本発明による接点の実施形態を示す斜視図である。 [0024]図１１に示された接点を示す側面図である。 [0025]本発明による導電部材の実施形態を示す斜視図である。 [0026]図１３に示された導電部材を示す側面図である。 [0027]第１の構成における図４に示されたスイッチを示す側面図である。 [0028]第２の構成における図４に示されたスイッチを示す側面図である。 [0029]本発明によるスイッチと共に使用することができる物体の実施形態を示す斜視図である。 [0030]図１７に示された物体を示す上面図である。 [0031]本発明によるスイッチと共に使用することができる物体の代替実施形態を示す上面図である。 [0032]２つの異なる位置における図１９に示された物体を示す側面図である。 [0033]図１９に示された物体の一部を示す部分内部図である。 [0034]本発明によるスイッチと共に使用することができる物体の代替実施形態を示す側面図である。 [0035]第１の構成における図２２に示された物体のスイッチを示す図である。 [0036]第２の構成における図２２に示された物体のスイッチを示す図である。

[0037] 本開示全体を通して、類似の要素を識別するために類似の参照番号が使用されている。

[0038] 本発明は、特定の１つ又は複数の方向の物体の動きを検出するために使用することができるスイッチに関する。例えばスイッチを使用して、スイッチの向きに応じて、第１の方向の物体の動きを検出することができるが、第２の方向の物体の動きは検出しない。スイッチは、第１の方向に沿った動きに応答し、第２の方向に沿った動きには応答せずに、選択的に接点と係合する導電機構を含んでもよい。「スイッチ」、「スイッチ部」、及び「スイッチ機構」という用語は、本明細書では互いに交換可能に使用することができる。さらに、「接触部材」及び「導電部材」という用語は、本明細書では互いに交換可能に使用することができる。

[0039] 図１Ａを参照すると、本発明による、玩具、乗り物デバイス、又は他の構造などの物体と共に使用することができるスイッチの例示的実施形態の概略ブロック図が示されている。物体１０は、スイッチ又はスイッチ部２０が結合された本体１２を含む。物体１０の本体１２は、矢印「Ａ」の方向及び矢印「Ｂ」の方向などの任意の方向に沿って移動することができる。一実施態様では、矢印「Ａ」の方向を、上下などの垂直又は実質的に垂直方向であってもよい。矢印「Ｂ」の方向は、左右などの水平又は実質的に水平方向であってもよい。他の実施形態では、矢印「Ａ」及び「Ｂ」の方向は所望されるように任意の方向であってもよい。例えば矢印「Ａ」は水平移動を表し、矢印「Ｂ」は垂直移動を表すことができる。

[0040] 図に示されるように、スイッチ部２０は、接点２２及び２４と、導電機構２６と、を含む。接点２２及び２４は互いに間隔を置いて配置される。一実施態様では、導電機構２６は接点２４と係合しており、接点２２と係合するように移動可能である（破線で示す）。本体１２が矢印「Ａ」の方向に沿って移動する場合、導電機構２６はこのような移動中に接点２２と間欠的に係合する。本体１２が矢印「Ｂ」の方向に沿って移動する場合、導電機構２６は接点２２と係合しない。

[0041] 接点２２は導電材料で形成され、配線又は他の導電材料によって電子システムに接続することができる接続２８を有する。同様に、接点２４も導電材料で形成され、配線又は他の導電材料に接続することができる接続３０を有する。導電機構２６は接点２４との接触及び係合を維持しているため、導電機構２６が接点２２と係合した場合、全回路が形成される。導電機構２６と接点２２との係合により、スイッチ又はスイッチ部２０が閉じられ、スイッチ２０が閉じられたことを示す信号が生成される。

[0042] 導電機構２６は、任意の方向に沿って移動することができる。したがって、導電機構２６が矢印「Ａ」の方向に沿って移動する場合、導電機構２６は接点２２との係合状態に出入りし、これによってスイッチ２０を開閉させる。導電機構２６が矢印「Ｂ」の方向に沿って移動する場合、導電機構２６は接点２２と係合せず、スイッチ２０は閉じない。

[0043] 図１Ｂを参照すると、電子システムの例示的実施形態が示されている。電子システム３２は、接続２８及び３０に接続され、コントローラ３４と、出力デバイス３６と、電源３８と、を含む。電子システム３２は、図１Ｂに示されていない追加の構成要素を含むことができる。異なる実施形態では、出力デバイス３６は、スピーカ又は変換素子、あるいは光又は照明装置などの視覚的及び／又は可聴出力を生成することができる任意のタイプの装置であってもよい。電子システム３２によって生成される特定の出力は、スイッチ２０が閉じること又は導電機構２６の接点２２との係合に応答して変化することができる。

[0044] 図２を参照すると、物体４０の代替実施形態が示されている。この実施形態では、物体４０は、スイッチ又はスイッチ部５０が結合される本体４２を含む。スイッチ５０は、接続６２との接点５２及び接続６４との他の接点５４を含む。接点５２及び５４は間隔を置いて配置され、いずれも導電材料で形成されるか又は導電コーティングを有する。

[0045] スイッチ５０は、弾性部５８及び接触部６０を有する導電機構５６を含む。弾性部５８は、移動のために接触部６０を支持するように構成される。一実施形態では、弾性部５８及び接触部６０はそれぞれ導電材料で形成されるため、接触部６０が接点５２との係合状態に入った場合、スイッチ５０は「閉じ」られる。弾性部５８は、任意の方向に沿った移動のために接触部６０を支持するように弾性特性を有することができる。一実施態様では、弾性部は、接点５４と接触した状態で配置されたバネ又はバネ状部材であってもよい。接触部６０が矢印「Ｃ」の方向に沿って移動し、接点５２と係合した場合、回路又はスイッチ５０はこのような係合と同時に閉じられる。しかしながら、接触部６０が矢印「Ｄ」の方向に沿って移動した場合、接触部６０は接点５２と係合せず、スイッチ５０は閉じない。

[0046] 図３を参照すると、スイッチのいくつかの構成要素の代替実施形態の概略ブロック図が示されている。スイッチ又はスイッチ部８０は、弾性部８２と、接触部８４とを含む。参照しやすくするために、弾性部８２及び接触部８４が係合する接点は図３には示されていない。この実施形態では、スイッチ８０の本体は、弾性部８２を特定の向き及び位置に維持するガイド８６を含む。すなわち、ガイド８６は、接触部８４が主として矢印「Ｅ」の方向に沿って移動されるように構成される。

[0047] 図４を参照すると、本発明によるスイッチの実施形態が示されている。この実施形態では、スイッチ１００は、反対側の端部１１２及び１１４を有する本体又は容器１１０を含む。一実施形態では、容器１１０は管である。本体１１０は、チャネル、内部領域、又は内部域１１８を形成する壁部１１６を含む。端部１１２にはキャップ又は端部１３０が結合される。同様に、端部１１４にはキャップ又は端部１６０が結合される。一実施形態では、端部１３０及び１６０は本体１１０の端部１１２及び１１４に圧入され、摩擦によって保持される。ユーザは、所望されるように、本体１１０から端部１３０及び１６０を取り外すことができる。キャップ１３０は、キャップから延出する延出部２４８を含み、配線又は導電部材をここへ接続することができる。同様にキャップ１６０は、キャップから延出する延出部２０８を含み、配線又は導電部材をここに接続することができる。

[0048] この実施形態では、スイッチ１００は、弾性部材又は弾性部２６０と、導電部材又は接触部材２８０と、を含む。弾性部材２６０は、移動のために導電部材２８０を支持するバネである。特に、導電部材２８０は、移動のために矢印「Ｆ」の方向に沿って弾性部材２６０によって支持される。弾性部材２６０は、それぞれ端部１３０及び１６０に近接して配置された端部２６２及び２６４を有する。スイッチ１００は、図４に示されるような主軸１２５を含む。この実施形態では、主軸１２５は、またスイッチ１００の長手軸でもある。

[0049] 図５を参照すると、壁部１１６を含むスイッチ１００の一部のクローズアップ図が示される。図に示されるように、端部１３０の内側には、接触部材２８０によって選択的に係合される接点２４０がある。接点２４０は、配線又は他の導電部材が接続される延出部又は接続２４８を含む。接触部材２８０は、弾性部材２６０の端部２６２に形成された開口部に収まるように寸法設定された下位部又は取付け部２８４を含む。図に示されるように、上部の接点２４０と接触部材２８０との間にはギャップ２８５が存在する。ギャップ２８５の寸法によって、スイッチを閉じるために必要な力の量が決められる。ギャップ２８５の寸法は、接触部材２８０の大きさを調整することによって変更することができる。一実施態様では、ギャップ距離は約４．２ｍｍ又は０．１７インチである。

[0050] 図６を参照すると、端部１３０が取り外されたスイッチ１００が示されている。接触部材２８０が弾性部材２６０の端部２６２から取り外され、それによって弾性部材２６０を、Ｌ１として示されるその全不偏長さまで延出させることができる。この実施形態では、弾性部材２６０の長さＬ１は、チャネル１１８を画定している壁部１１６を含む本体１１０の長さＬ２よりも長い。したがって、弾性部材２６０の端部２６２は、本体１１０の端部１１２の開口部１１３を通って延出する。端部２６２は、接触部２８０の下位部２８４が挿入される受け領域２６６を形成する。図６には、延出部２０８を有する接点２００を有する下位端部１６０も示されている。

[0051] 図７を参照すると、スイッチ１００のいくつかの構成要素が示されている。図に示されるように、弾性部材２６０は、受け領域２６６及び２６８を画定する端部２６２及び２６４を有する。端部１３０及び１６０も同様に示される。端部１６０は、それに結合された接点２００を含む。同様に、端部１３０は、それに結合された接点２４０を含む。

[0052] 端部１６０は、端部１６０の中央に近接して配置され、上方に延出する（図４を参照）ガイド１９０を含む。ガイド１９０は、端部１６０に結合された端部１９２と、反対側の自由端１９４と、を含む。ガイド１９０は、弾性部材２６０の端部２６４内に形成された受け領域２６８に挿入されるように構成される。

[0053] 図７に示されるように、接点２００は、開口部２０６を画定する内縁部２０４を有する本体２０２を含む。開口部２０６は、ガイド１９０を受け入れるように構成される。本体２０２は、端部１６０を越えて外側に延出する延出部２０８と、弾性部２６０によって係合される接触面２０９と、を含む。接点２００は導電材料で形成されるか、又はその上に配置された材料の導電層を有する。同様に、接点２４０は、開口部２４６を画定する内縁部２４４を有する本体２４２を含む。本体２４２は、延出部２４８と、接触部材２８０によって係合される接触面２５０と、を含む。したがって使用時には、弾性部材２６０は端部１６０上で接点２００と係合し、接触部材２８０は端部１３０上で接点２４０と係合する。

[0054] 図７〜図１０を参照すると、キャップ又は端部１６０のいくつかの異なる図が示されている。端部１６０は、外部表面１６４と、容器１１０の内側に面するように配置された内部表面１６６と、を有する本体１６２を含む。本体１６２は、本体１６２の周囲に延出する周辺部１６８を有する。図１０に示されるように、本体１６２の実質的にすべての周辺部１６８の周囲にフランジ１７０が延出する。フランジ１７０の長さに実質的に沿って、フランジ１７０から内側にリム１７２が延出する。図８及び図９に示されるように、フランジ１７０及びリム１７２は、スロット又はノッチ１７８を画定する端部１７４及び１７６を有する。ノッチ１７８は、接点２００の延出部２０８を受け入れるように構成される。

[0055] 次に、接点２００を端部１６０に取り付けるために使用される端部１６０の特定の機能について説明する。リム１７２は、リム１７２の長さ周囲に間隔を置いて配置されたいくつかの付随突出部１８０、１８２、及び１８４を含む。様々な実施形態では、端部１６０上に異なる量の突出部を提供することができる。図１０に示されるように、リム１７２は内縁部１８６を含む。接点２００は端部１６０と係合するように圧入することができ、接点２００の外周部は、フランジ１７２及びリム１７４によって形成された領域又はチャネル内に配置することができる。

[0056] 上述の説明は端部１６０に関するものであるが、端部１３０はガイド１９０を除いて実質的に同じ構造を有する。端部１３０及び１６０は成型プラスチックなどの非導電材料で形成され、ガイド１９０は端部１６０の残余部と一体化して形成することができる。他の実施形態では、ガイド１９０の寸法及び形状は、ガイド１９０が端部１６０と共に形成される様式と同様に変更することができる。

[0057] 図１１及び図１２を参照すると、本発明による接点の実施形態が示される。この実施形態では、接点２００は開口部２０６を画定する縁部２０４を有する本体２０２を含む。本体２０２は、縁部２１０によって内部に形成された開口部２１２を有する延出部２０８を含む。本体２０２は、外部表面２１４と、弾性部材２６０によって接触される内部表面２１６と、を有する。本体２０２の周辺部又は外縁部２１８は、図に示されるように本体２０２の実質的に周囲に延出する。周辺部２１８に沿ってノッチ２２０、２２２、２２４、及び２２６が形成され、これらは突出部１８０、１８２、及び１８４を含むキャップ部１６０上の突出部と位置合わせされる。突出部とノッチとの係合が、端部１６０への接点２００の保持を支援する。

[0058] 図１３及び図１４を参照すると、導電又は接触部材の実施形態が示される。この実施形態では、接触部材２８０は、上部又は接触部２８２と、下部又は取付け部２８４と、を含む。接触部２８２は、接点２４０と係合するように構成された接触面２８６を含む。取付け部２８４は、下面２８８も含む。この実施形態では接触部２８２及び取付け部２８４は円筒形であるが、代替実施形態では、この部分の形状及び相対的寸法は変更することができる。取付け部２８４は、上述のように、弾性部材２６０の上端２６２内に形成された受け領域２６６内に挿入されるように構成される。

[0059] 図１５及び図１６を参照すると、スイッチ１００の例示的構成が示されている。図に示されるように、スイッチ１００は、弾性部材２６０及び導電部材２８０が内部に配置される受部１１８を画定する容器１１６を含む。スイッチ１００はその構成に基づく主軸１２５を有する。この実施形態では、主軸１２５はスイッチ１００の長手軸でもある。それぞれ延出部２４８及び２０８を有する端部１３０及び１６０も示されている。接点２４０及び２００は端部１３０及び１６０に結合されるが、図１５では、参照しやすくするために、図示されていないことを理解されたい。

[0060] 図１５を参照すると、導電部材２８０の重みによって弾性部材２６０が圧縮され、それにより、移動のために導電部材２８０の上に空間又はギャップ２８５が与えられる。上述のように、このギャップ２８５の距離が、接触部材２８０を接点２４０と係合させてスイッチ１００を閉じるために、容器１１６及び接触部材２８０に加える必要のある力の量を決定する。この力は、容器１１６を移動することによって加えることができる。

[0061] 容器１１６、したがってスイッチ１００は、任意の方向の組合せで空間内をランダムに移動することができる。例えば容器１１６は、上下方向、左右方向、及び前後方向の任意の組合せで移動することができ、これらの方向は、水平面及び異なる垂直向きの面など様々な面に対応することができる。さらに、容器１１６は、異なる回転方向にも移動することができる。これらの移動はすべて可能であるが、容器１１６を使用して特定方向の動きを検出することができる。一実施形態では、検出する所望の方向の動きは、スイッチ１００の主軸に沿っている。

[0062] 図１５を参照すると、容器１１６が矢印「Ｆ１」の方向に沿って移動する場合、導電部材２８０は初めに矢印「Ｇ」の方向に沿って移動し、これによって弾性部材２６０が圧縮される。次に図１６を参照すると、容器１１６が矢印「Ｊ」の方向に沿って移動する場合、導電部材２８０は矢印「Ｉ」の方向に沿って移動する。図に示されるように、導電部材２８０が、矢印「Ｉ」の方向に沿って弾性部材２６０上で十分な距離を移動する場合、導電部材２８０は端部１３０に結合された接点２４０と係合し、これによってスイッチ１００が閉じる。図１５の「Ｆ１」及び「Ｇ」の方向並びに図１６の「Ｉ」及び「Ｊ」の方向に沿った容器１１６の移動が繰り返されると、結果として、導電部材２８０の接点２４０との係合及びスイッチ１００が閉じることが繰り返される。

[0063] 再度図１５を参照すると、矢印「Ｈ」の方向に沿った容器１１６の移動は、矢印「Ｆ１」又は矢印「Ｇ」のいずれかの方向に沿った導電部材２８０に移動を伝えることはない。したがって、容器１１８のこのような移動に応答して、導電部材２８０は接点２４０と係合せず、スイッチ１００は閉じない。図１５に示されたようなスイッチ１００は、スイッチ１００の開位置に対応する第１の構成１０２を有する。さらに、図１６に示されたようなスイッチ１００は、スイッチ１００の閉位置に対応する第２の構成１０４を有する。図に示されるように、スイッチ１００及びその構成要素の第１の構成１０２は、スイッチ１００及びその構成要素の第２の構成１０４とは異なる。

[0064] 図１７及び図１８を参照すると、スイッチ１００と共に使用することができる物体の実施形態が示されている。図１７は物体の側面斜視図を示し、図１８は物体の上面図を示す。図１７及び図１８に示された物体は、子供が座って異なる方向に移動できるように構成された乗り物デバイスである。一実施形態では、物体はシマウマ又はポニーなどの動物に似せることができる。図１７及び図１８に示された物体は単なる例示であること、及び本発明によるスイッチと共に物体の様々な実施形態を使用することができることを理解されたい。

[0065] 図１７に示されるように、物体３００は、一方の端部で物体３００に結合され、他方の端部でベース３３０に結合された支持部３４０上に取り付けられる。ベース３３０は、地面、床などの支持面上に配置されるように構成される。この実施形態では、物体３００は、その上に子供が座ることのできる上部又は乗り面３１２を備えた本体３１０と、頭部３１４と、尾部３１６と、を含む。

[0066] 支持部３４０は、弾性特性及び長手軸３４２を有する細長い部材である。一実施形態では、支持部３４０はバネなどの弾性部材である。支持部３４０の上端は支持部３４０の下端に対して移動することができ、それによって支持部３４０をベース３３０に対して任意の方向に撓ませること及び曲げることが可能になる。物体３００は支持部３４０に接続されているため、物体３００は支持部３４０の上端と同じ方向に移動する。例えば支持部３４０は、子供が物体３００上で弾むと伸び縮みすることができる。したがって本体３１０は、初期の不偏位置３２０から下方位置３２２（破線で示す）へと移動することができる。さらに、子供は物体３００上で前後に揺動することができ、本体３１０は前方位置３２４へと移動することができる。さらに図１８に示されるように、物体３００の本体３１０は位置３２６へと左右に移動することができ、支持部３４０の長手軸３４２を中心に他の位置３２８へと回転又はねじることもできる。

[0067] 図１７及び図１８に示されるように、物体３００は多くの異なる方向へ、及び多くの異なる平面内を移動することができる。例えば物体３００は、矢印「Ｐ」の方向に沿った前方移動及び矢印「Ｏ」の方向に沿った後方移動によって画定される垂直面内を移動することができる。物体３００は、矢印「Ｋ」の方向に沿って上方に、及び矢印「Ｌ」の方向に沿って下方に、垂直又は実質的に垂直の方向に移動することもできる。矢印「Ｋ」及び「Ｌ」の方向は支持部３４０の長手軸３４２に沿っているが、物体３００は、矢印「Ｍ」及び「Ｎ」の方向に沿うなど、この軸３４２とずれた方向で上下に移動することもできる。図１８に示されるように、物体３００は、他の平面内の矢印「Ｒ」及び「Ｓ」の方向に沿って左右に水平に移動することができる。さらに、物体３００は、軸３４２を中心に方向「Ｕ」及び「Ｔ」に沿って回転又はねじることもできる。図には示されていないが、物体３００は移動及び回転を同時に実行できるため、複雑に移動することができる。理解されるように、支持部３４０は物体３００を多数の方向に移動させることができる。

[0068] 物体は多数のタイプ及び方向の移動があってもよいが、特定の１つ又は複数の方向への物体の移動を検出できることが望ましい場合がある。一例では、物体３００の上方向及び下方向に沿った移動を検出し、他のいかなる方向の移動も検出しないことが望ましい。

[0069] 物体３００の上方及び下方への移動は、スイッチ１００を使用することによって検出することができる。図１７では、上方向及び下方向に沿った物体３００の動きを検出するために、その主軸又は検出軸１２５によって決定されるスイッチ１００の向きが示されている。導電部材２８０は、矢印「Ｋ」及び「Ｌ」の方向に沿った物体３００の動きに対応する矢印「Ｑ」の方向に沿って移動するように、弾性部材２６０上に配置されている。したがって、図１７の矢印「Ｍ」、「Ｎ」、「Ｏ」、及び「Ｐ」の方向に沿った物体の移動では、結果として、スイッチ１００を閉じること、又はキャップ１３０に関連付けられた接点との導電部材２８０の係合は生じない。

[0070] 図１８を参照すると、図１８は物体３００の上面図を示すため、この図ではスイッチ１００のキャップ１３０のみが見える。この向きでは、導電部材２８０は、ベース３３０へ向かう移動及びベース３３０から離れる移動の場合にのみ、キャップ１３０の接点と係合する。したがって、矢印「Ｒ」、「Ｓ」、「Ｔ」、又は「Ｕ」の方向に沿った物体３００の移動に応答して、スイッチ１００が閉じることはない。

[0071] スイッチ１００は、内部又は外部への取付けを含む、本体３１０上の任意の位置へ設置することができる。検出される特定の動きは、スイッチ１００の向きによって決定される。物体３００の代替実施形態では、２つのスイッチ１００を備えることができる。この実施形態では、一方のスイッチ１００はその軸が図１７の矢印「Ｋ」及び「Ｌ」の方向と位置合わせされるように配置することができ、それによって上下方向の動きを検出する。他方のスイッチ１００はその軸が図１８の矢印「Ｒ」及び「Ｓ」の方向と位置合わせされるように配置することができ、それによって左右又は横方向の動きを検出する。電子システムは、異なるスイッチによって検出される異なる動きに応答して、異なる出力が生成されるように構成することができる。例えば、物体が上下に移動する場合、物体が左右に移動する場合とは異なる音響効果を生成することができる。

[0072] 本発明は、また、物体の動きを検出する他の方法又は様式も企図する。物体の動きは、動きが自然の振動であり、ある特定の周波数領域内であった場合、特定の方向に沿って検出される。この場合、上下に弾むことのできる子供の玩具などの物体の動きは、物体が特定の様式の範囲内でプレーされている場合に検出される。例えば上述の弾み物体３００などの物体を使用して、子供が様々な方向に移動することができる。物体３００は、子供が特定の意図及び特定レベルのエネルギー又は努力を伴って物体３００上で飛び跳ねている場合、物体３００に関連付けられたスイッチが閉じられ、１つ又は複数の可聴及び／又は視覚的出力を生成できるように構成することができる。以下でより詳細に説明するように、検出される子供による特定のプレーは、主方向又は検出方向、及び内部のバネなどの弾性又は付勢部材を有するスイッチ１００などのスイッチを使用することによって決定することができる。

[0073] この特定の検出方法では、物体３００などの物体の特定速度及び特定方向の動きにより、結果として物体に関連付けられたスイッチを閉じ、したがって物体の動きを検出する。各バネ又はバネシステムはその固有周波数を有し、それが振動周波数と一致した場合、共振する。スイッチ１００は、厚さ、長さ、及び材料を含むバネ２６０の様々な特徴によって決定される固有周波数を有する付勢部材又はバネ２６０を含む。バネのたわみ性が（その厚さ及び／又は材料の変化などに起因して）上がるにつれて、その固有周波数は下がる。あるいは、そのバネが剛直であるほど固有周波数は高くなる。あるいは、導電部材２８０などの重み又は大きさがバネに追加されると、バネ２６０の共振周波数が低くなる。本発明の一実施形態では、バネ２６０の固有周波数は約３Ｈｚである。他の実施形態では、固有周波数は変更することができ、所望されるように、３Ｈｚより高いか又は低くすることができる。スイッチ１００で使用されるバネ２６０は、その固有周波数が、動きが検出されている物体３００の固有周波数と緊密に一致するように選択することができる。

[0074] この実施形態では、移動の検出は、スイッチ１００内で使用されるバネ２６０及び導電部材２８０によって決定される所望の速度及び所望の方向に沿って、物体３００が移動した場合に実行される。バネ２６０は、スイッチ１００内の２つの接点２００と２４０の間に取り付けられる。バネ２６０は接点２００と継続的に係合し、バネ２６０の他方の端部に配置された導電部材２８０は、バネ２６０の移動端が導電部材２８０と共に振動するにつれて、接点２４０と係合及び離脱できるように配置される。

[0075] したがって、物体がバネ２６０の主方向又は長手方向に沿って、及びバネ２６０の固有周波数に非常に近い周波数で移動する場合、バネ２６０に結合された導電部材２８０は、導電部材２８０の大きさ及びバネ２６０の特徴によって部分的に決定された周波数で移動する。導電部材２８０及びバネ２６０の移動の周波数がバネ２６０の固有周波数又はこれに近い場合、物体の移動は、結果としてスイッチ１００を閉じる周波数を有する。この結果、導電部材２８０は、その振動可能にどの程度の間物体が移動されるかに応じて、スイッチ１００の接点２４０との係合状態に１回又は複数回出入りする。

[0076] 物体３００の動きが速過ぎるか又は遅過ぎる場合、スイッチ１００は閉じない。物体３００が１回のみ移動された場合、スイッチ１００は閉じない。したがって、子供が所望の速度範囲内及び振動可能に物体を弾ませるか又は移動させるなどの物体の動きによって、結果としてスイッチ１００が閉じ、報奨として視覚的出力又は可聴出力などの出力が生成される。したがって、この実施形態では、物体３００が適切な速度で適切な方向に移動されない限り、導電部材２８０がスイッチ１００を閉じるために接点２４０と係合することはない。

[0077] 図１９〜図２１を参照すると、スイッチ１００と共に使用することができる物体の代替実施形態が示されている。この実施形態では、物体は、ユーザによって揺動可能な物体である。物体４００はバットとして示されているが、他の実施形態では、物体４００はテニスラケット、ゴルフクラブ、又はユーザによって揺動又は移動可能な他の物品であってもよい。

[0078] この実施形態では、物体４００は、近位端４１２及び遠位端４１４を有する本体４１０を含む。図１９を参照すると、物体４００の１タイプの動きの上面図が示されている。ユーザは物体４００を、開始位置４０２から揺動位置又は揺動した位置４０４へと矢印「Ｖ」の方向に沿って揺動することがすることができ、これはユーザがバットでボールを打とうとする場合の揺動を示す。その動きの間、物体の遠位端４１４は、近位端４１２よりも長い距離を移動する。

[0079] スイッチ１００は、内部又は外部のいずれかで本体４１０に結合すること、及びスイッチ１００を物体４００の所望の動きを検出するように配向することができる。図１９に示されるように、スイッチ１００は、矢印「Ｖ」の方向に沿った物体４００の揺動を検出するように配向される。一例では、物体４００はバットであってもよく、スイッチ１００を使用して、特定タイプの揺動に応答して可聴出力及び／又は視覚的出力などの出力又は報奨を生成することによって適切な揺動技術を教える。物体４００が望ましくないか又は不正に揺動された場合、スイッチ１００は閉じることなく、何の応答も生成されない。しかしながら、物体４００が適切に揺動された場合、スイッチ１００は閉じられ、音響効果又は音楽などの出力が生成される。

[0080] スイッチ１００は、スイッチ１００の主軸又は検出軸１２５が物体４００の軸４１５と位置合わせされるように配向される。物体４００が定位置４０２にある場合、スイッチ１００は、導電部材２８０が方向「Ｗ」に沿って移動し、導電部材２８０に適切な力が加えられると、スイッチ１００を閉じるためにキャップ１３０の接点と係合できるように配向される。物体４００が矢印「Ｖ」に沿って移動すると、導電部材２８０に対して遠心力が働き、それによって導電部材２８０を本体４１０の遠位端４１４方向へ押しやり、キャップ１３０上の接点と係合させる（物体位置４０４に対するスイッチ１００の向き及び矢印「Ｘ」の方向に沿った移動を参照のこと）。水平な動きなどの矢印「Ｖ」に沿った適切な揺動が、結果として導電部材２８０を移動させ、スイッチ１００を閉じる。

[0081] 図２０を参照すると、検出されない物体４００の例示的動きが示されている。この例では、物体４００は位置４０６から位置４０８へと、矢印「Ｙ」の方向に沿って移動される。スイッチ１００は、主軸又は検出軸１２５が本体４１０の長さと位置合わせされるように配向される。したがって、矢印「Ｙ」の方向に沿った本体４１０の移動が、スイッチ１００の導電部材２８０をキャップ１３０に結合された接点と係合させることはない。結果として、スイッチ１００が閉じることはなく、電子システムによっていかなる出力も生成されない。物体４００は多くの異なる平面内及び方向に移動することができ、特定の１つ又は複数の方向への移動の検出は、スイッチ１００を所望の方向に向けることによって達成することができる。

[0082] 図２１を参照すると、一部分が除去された物体４００が示されている。本体４１０は、内部にスイッチ１００が配置された内部空洞４２０を含む。空洞４１０にアクセスできるようなカバー（図示せず）を提供することができる。スイッチ１００は、付勢部材２６０が近位端４１２に向かって配置され、導電部材２８０が遠位端４１４に向かって配置されるように配向される。異なる実施形態では、スイッチ１００が物体４００の本体４１０に結合される場所及び様式を変更することができる。

[0083] 図２２〜図２４を参照すると、本発明によるスイッチと共に使用することができる物体の代替実施形態が示されている。この実施形態では、物体５００はゴルフクラブに似ている。物体５００は実際のゴルフクラブであるか、又は代替的に擬似ゴルフクラブであってもよい。物体５００は、様々な実施形態でドライバ、ウッド、ハイブリッド、アイアン、ウェッジ、パター、又は他のクラブ構造に似せた異なる形状及び構成を有することができるシャフト部５１０及びクラブヘッド５１２を含む。

[0084] 図２２は、ユーザの前面で見ているという観点からの物体の図を示している。物体５００は、初期位置５２０から後方位置５２２へと矢印「Ｚ」の方向に沿って移動することができる。次に、物体５００は、後方位置５２２から前方位置５２４へと矢印「ＡＡ」の方向に沿って移動することができる。物体５００を使用して、物体５００の動きが正確な場合に出力を提供することにより、物体５００の正しい揺動様式を教えることができる。スイッチ１００を使用して特定方向の物体５００の動きを検出することができ、スイッチ１００が閉じられた場合に、音響効果又は音楽などの出力が生成される。スイッチ１００は、端部キャップ１３０及び１６０と、移動のために弾性部材２６０上に取り付けられた導電部材２８０とを含む。スイッチ１００は、所望の動きの方向がスイッチ１００の主軸又は検出軸１２５と位置合わせされるように配向することができる。したがって、物体５００が所望の方向に移動された場合、スイッチ１００が閉じる。

[0085] 図２３を参照すると、位置５２０から位置５２２への矢印「Ｚ」の方向に沿った物体５００の移動に対応する構成のスイッチ１００が示されている。物体５００がその方向に沿って移動された場合、導電部材２８０に加わる力が導電部材２８０を移動させ、結果として矢印「ＡＢ」の方向に沿って移動し、弾性部材２６０を圧縮する。この位置では、導電部材２８０がキャップ１３０の接点と係合しないため、出力は生成されない。

[0086] 図２４を参照すると、物体５００が後方位置５２２から前方位置５２４へと矢印「ＡＡ」の方向に沿って移動する場合、弾性部材２６０は伸長し、導電部材２８０は図２４の矢印「ＡＣ」の方向に沿って移動する。導電部材２８０が矢印「ＡＣ」の方向に沿って十分な距離を移動した場合、導電部材２８０はキャップ１３０に近接する接点と係合し、スイッチ１００は閉じられて、電子システムによって出力を生成することができる。導電部材２８０が軸１２５に沿って移動する方向に物体５００が移動しない場合、スイッチ１００は閉じられることなく何の出力も生成されない。

[0087] スイッチ１００は、クラブヘッド５１２内に形成された空洞又は受部内に配置することができる。他の実施形態では、シャフト５１０及びクラブヘッド５１２に対するスイッチ１００の位置を変更することができる。他の実施形態では、物体５００に２つのスイッチを結合することができる。１つのスイッチをシャフト５１０内に配置し、もう１つのスイッチをクラブヘッド５１２内に配置することができる。その実施態様では、シャフト内のスイッチ及びクラブヘッド内のスイッチの両方が閉じられた場合にのみ出力が生成される。さらに、移動される物体の上述のいずれの実施形態においても、複数方向の動きを検出するために２つ以上のスイッチを物体と共に含めることができる。閉じられる特定のスイッチに応じて生成される出力が変化する。

[0088] 異なる実施形態では、スイッチの向き及びその可動構成要素を所望されるように変更することができる。代替実施形態では、接点の形状及び構成を変更することができる。さらに、使用されるノッチ及び突出部の数量を含む接点が端部に結合される様式を変更することができる。

[0089] 本発明について、詳細に、またその特定の実施形態を参照しながら説明してきたが、当業者であれば、その精神及び範囲を逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことができることが明らかであろう。例えば、「上」、「下」、「前」、「後」、「側面」、「高さ」、「幅」、「上位」、「下位」、「内部」、「外部」、「内側」、「外側」などの本明細書で使用することができる用語が、単に基準点を記述したものであり、本発明をいかなる特定の向き又は構成にも限定するものでないことを理解されたい。したがって本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内にある本発明の修正及び変更をカバーするものであることが意図される。

Claims (20)

1. 物体内の動きを検出するためのスイッチであって、
   電子システムに接続された第１の接点と、
   前記電子システムに接続された第２の接点と、
   前記第１の接点と係合し、第１の方向に沿った特定周波数での物体の移動に応答し、第２の方向に沿うか又は前記特定周波数より低い周波数での前記物体の移動には応答せずに、前記第２の接点と選択的に係合可能な導電機構と、を備える、
   スイッチ。
2. 前記導電機構が、弾性部と、接触部と、を含み、
   前記弾性部が移動のために前記接触部を支持する、
   請求項１に記載のスイッチ。
3. 前記第１の方向に沿った前記特定周波数での前記物体の移動が、前記接触部を前記第２の接点との係合状態に出入りさせる、
   請求項２に記載のスイッチ。
4. 前記第２の方向又は前記特定周波数より低い周波数での前記物体の移動が、前記接触部を前記第２の接点と係合させることのない、請求項２に記載のスイッチ。
5. 前記弾性部が、コイルバネである、請求項２に記載のスイッチ。
6. ベースと、
   前記ベースに結合され、前記ベースに対して移動可能な支持部と、
   前記支持部に結合され、第１の方向及び前記第１の方向とは異なる第２の方向の前記ベースに対する移動のために支持された本体であって、子供が座ることのできる乗り面を含む本体と、
   出力デバイス及びモーションスイッチを含む電子システムであって、前記モーションスイッチが前記本体又は前記支持部のうちの１つに結合され、前記モーションスイッチが前記第１の方向の前記本体の移動に応答して閉じられ、前記第２の方向の前記本体の移動に応答して閉じることはなく、前記出力デバイスが前記モーションスイッチが閉じることに応答して出力を生成する電子システムと、を備える、
   弾み玩具。
7. 前記モーションスイッチが、第１の接点と、第２の接点と、を含み、
   前記第１の接点及び前記第２の接点が、それぞれ前記電子システムに接続され、
   前記モーションスイッチが、継続的に前記第１の接点と係合し前記第１の方向の物体の移動に応答し前記第２の方向の物体の移動には応答せずに前記第２の接点と選択的に係合可能な導電機構をさらに含む、
   請求項６に記載の弾み玩具。
8. 前記第１の方向の前記本体の移動が、前記導電機構を前記第２の接点との係合状態に出入りさせる、
   請求項７に記載の弾み玩具。
9. 前記第２の方向の前記本体部の移動が、前記導電機構を第２の接点と係合させることのない、
   請求項８に記載の弾み玩具。
10. 前記導電機構が、弾性部と、導電部と、を含み、
    前記弾性部が、移動のために前記導電部を支持する、
    請求項７に記載の弾み玩具。
11. 前記弾性部が、コイルバネである、
    請求項１０に記載の弾み玩具。
12. 前記弾性部が、固有周波数特性を有し、
    前記本体が前記弾性部の前記固有周波数と実質的に同じ周波数で移動する場合、前記導電部が前記第２の接点と係合する、
    請求項１０に記載の弾み玩具。
13. 前記第１の方向が実質的に垂直であり、前記第２の方向が実質的に水平である、
    請求項６に記載の弾み玩具。
14. 前記第１の方向が実質的に垂直であり、前記第２の方向が回転である、
    請求項６に記載の弾み玩具。
15. 前記スイッチが、内部領域を画定する壁部を有する容器を含み、
    前記第１の接点が前記容器の一方の端部に配置され、前記第２の接点が前記容器の反対側の端部に配置され、前記弾性部及び前記導電部が前記内部領域内に配置され、前記導電部が前記第２の接点と選択的に係合可能である、
    請求項１０に記載の弾み玩具。
16. 前記弾性部が長手軸を画定し、前記第１の方向が前記長手軸と実質的に位置合わせされる、
    請求項１５に記載の弾み玩具。
17. 前記容器が長さを有し、前記弾性部が不偏長さを有し、前記弾性部の前記不偏長さが前記容器の前記長さよりも長い、
    請求項１５に記載の弾み玩具。
18. 前記導電部が前記弾性部と係合される場合に前記弾性部が圧縮され、圧縮された場合の前記弾性部の長さが前記容器の前記長さよりも短い、
    請求項１７に記載の弾み玩具。
19. 第１の端部と、前記第１の端部と反対側の第２の端部と、を含む本体であって、長手軸を画定し、ユーザによって第１の方向及び第２の方向に移動可能である本体と、
    前記本体に結合されたモーションスイッチであって、前記モーションスイッチの構成要素がそれに沿って移動することができる主軸を有し、前記主軸が前記本体の前記長手軸と実質的に位置合わせされ、前記モーションスイッチが前記第１の方向に沿った前記本体の移動に応答して閉じられ、前記第２の方向に沿った前記本体の移動に応答して閉じることはないモーションスイッチと、を備える、
    玩具。
20. 前記第１の方向の前記本体の前記動きが平面内の揺動であり、前記第２の方向の前記本体の前記動きが前記平面に沿ったものではない、
    請求項１９に記載の玩具。