JP2013108886A - Sensor unit and motion measurement system using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor unit which does not solve problems only by volume or material quality of a shock/vibration absorbers, but is provided with a structure easy to absorb shock or vibration, and a motion measurement system using the same.SOLUTION: The sensor unit attached to an object 1 to be measured has: a first buffering part 30 which includes an outside wall 32 fixed to the object 1 to be measured; a second buffering part 40 which is placed inside the outside wall 32 of the first buffering part 30 and softer than the first buffering part 30; and a sensor part 20 held inside the second buffering part 40.

Description

本発明は、センサーユニット及びそれを用いた運動計測システム等に関する。   The present invention relates to a sensor unit and a motion measurement system using the sensor unit.

従来、モーションセンサー等の計測機器を運動器具等の計測対象物に取り付ける際、計測機器と計測対象物との間に衝撃・振動吸収材を配置している。吸収材により、測定対象物から受ける衝撃や振動を減衰して、衝撃や振動の影響を受けずに正確な計測を行っている。   Conventionally, when a measuring device such as a motion sensor is attached to a measurement object such as an exercise device, an impact / vibration absorber is disposed between the measurement device and the measurement object. With the absorbent material, the impact and vibration received from the measurement object are attenuated, and accurate measurement is performed without being affected by the impact or vibration.

特許文献1では、加速度センサーの外装パッケージの外面に緩衝材を取り付けて、搬送時の落下によって半導体センサーが破損することを防止している。加速度センサーは、緩衝材を介して車体に取り付け可能であることが開示されている。   In Patent Document 1, a cushioning material is attached to the outer surface of the outer package of the acceleration sensor to prevent the semiconductor sensor from being damaged by dropping during transportation. It is disclosed that the acceleration sensor can be attached to the vehicle body via a cushioning material.

特許文献2では、加速度センサーの基板を支持する機械的強度の高い第1部材に、コネクター部と並設されて緩衝材が設けられる。コネクターを本体部に接続すると、加速度センサーと本体部との間に緩衝材が介在される。   In Patent Document 2, the first member having high mechanical strength that supports the substrate of the acceleration sensor is provided with a buffer material in parallel with the connector portion. When the connector is connected to the main body, a cushioning material is interposed between the acceleration sensor and the main body.

引用文献3では、加速度センサーのハウジングを衝撃吸収性の高い弾性覆体で被覆している。引用文献4では、加速度センサーと基板との間に緩衝材を介在させている。   In Cited Document 3, the housing of the acceleration sensor is covered with an elastic cover having high shock absorption. In the cited document 4, a buffer material is interposed between the acceleration sensor and the substrate.

特開平1−302169号公報JP-A-1-302169 特開平3−170065号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-170065 実開平7−008775号公報Japanese Utility Model Publication No. 7-008775 特開平9−145738号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-145738

特許文献1〜4には、運動器具に加速度センサー等のセンサー部を取り付ける具体的な構造については開示されていない。   Patent Documents 1 to 4 do not disclose a specific structure for attaching a sensor unit such as an acceleration sensor to an exercise apparatus.

図1は、運動器具例えばテニスラケット1のグリップエンド1Aの取付面1Bにセンサー部2を取付けるに際して、特許文献1〜4のように衝撃・振動吸収材3を介在させる比較例を図示している。センサー部2によりテニスラケット1の動きを計測する場合、ボールを打撃した時に発生する衝撃・振動が直接センサー部2に伝達されないようにするために、図1の比較例のように衝撃・振動吸収材3を介在させることができる。   FIG. 1 illustrates a comparative example in which an impact / vibration absorbing material 3 is interposed as in Patent Documents 1 to 4 when the sensor unit 2 is attached to a mounting surface 1B of a grip end 1A of an exercise equipment such as a tennis racket 1. . When the movement of the tennis racket 1 is measured by the sensor unit 2, the shock / vibration absorption is performed as in the comparative example of FIG. 1 so that the impact / vibration generated when the ball is hit is not directly transmitted to the sensor unit 2. The material 3 can be interposed.

ここで、衝撃・振動吸収材3が打撃時の高い衝撃・振動を吸収するためには、衝撃・振動吸収材3の体積を増やすか、衝撃・振動を吸収し易い材質に変更する必要がある。   Here, in order for the shock / vibration absorbing material 3 to absorb high impact / vibration at the time of impact, it is necessary to increase the volume of the shock / vibration absorbing material 3 or to change the material to easily absorb the shock / vibration. .

しかし、例えば図2に示すように衝撃・振動吸収材3の体積を増やすと、衝撃・振動吸収材3が重くなってラケット1全体を重くし、ラケット1の重量バランスも変化させてしまう。テニスラケット1のグリップを握るのに、図2のように突出した衝撃・振動吸収材3が邪魔になる。   However, for example, as shown in FIG. 2, when the volume of the shock / vibration absorbing material 3 is increased, the shock / vibration absorbing material 3 becomes heavier and the entire racket 1 becomes heavier, and the weight balance of the racket 1 is also changed. In order to hold the grip of the tennis racket 1, the protruding shock / vibration absorber 3 as shown in FIG.

また、衝撃・振動吸収材3の材質を軟らかくして衝撃・振動を吸収し易くすると、図3に示すようにセンサー部2自体が揺らいでしまい、テニスラケット1の正確な動きを計測できなくなる。   Further, if the material of the shock / vibration absorber 3 is made soft to easily absorb the shock / vibration, the sensor unit 2 itself will fluctuate as shown in FIG. 3, and the accurate movement of the tennis racket 1 cannot be measured.

本発明の幾つかの態様によれば、衝撃・振動吸収材の体積や材質だけで解決するのではなく、衝撃や振動を吸収し易い構造を備えたセンサーユニット及びそれを用いた運動計測システムを提供することができる。   According to some aspects of the present invention, a sensor unit having a structure that easily absorbs shock and vibration, and a motion measurement system using the sensor unit, are not solved by only the volume and material of the shock / vibration absorber. Can be provided.

(1)本発明の一態様は、測定対象物体に取り付けられるセンサーユニットであって、
外側壁を含み、前記外側壁が前記測定対象物体に固定される第1緩衝部と、
前記第1緩衝部の前記外側壁の内側に配置され、かつ、前記第1緩衝部よりも軟らかい第2緩衝部と、
前記第2緩衝部内に保持されるセンサー部と、
を有するセンサーユニットに関する。
(1) One aspect of the present invention is a sensor unit attached to a measurement target object,
A first buffer portion including an outer wall, the outer wall being fixed to the object to be measured;
A second buffer portion disposed inside the outer wall of the first buffer portion and softer than the first buffer portion;
A sensor unit held in the second buffer unit;
It relates to a sensor unit having

本発明の一態様では、衝撃・振動吸収構造を二重構造とし、外側を硬めの外側壁を備えた第1緩衝部とし、その第1緩衝部の外側壁の内側を軟らかめの第2緩衝部としている。外側を硬めの外側壁を備えた第1緩衝部が、その内側の第2緩衝部を押さえ込むことで、第2緩衝部が変形し易くなって衝撃・振動を抑える。第1緩衝部は、第2緩衝部が吸収し切れなかった衝撃・振動を吸収する。   In one aspect of the present invention, the shock / vibration absorbing structure is a double structure, the outer side is a first buffer part having a hard outer wall, and the inner side of the outer wall of the first buffer part is a soft second buffer. As a part. The first buffer portion having a hard outer wall presses the second buffer portion on the inner side, whereby the second buffer portion is easily deformed and suppresses shock and vibration. The first buffer portion absorbs the shock / vibration that the second buffer portion has not completely absorbed.

(2)本発明の一態様では、前記第2緩衝部と前記センサー部との間に介在される緩衝層をさらに有することができる。こうすると、第2緩衝部の衝撃・振動を吸収するための変形は緩衝層にて吸収できるので、センサー部への衝撃・振動の伝達がより少なくなる。   (2) In one mode of the present invention, it can further have a buffer layer interposed between the 2nd buffer part and the sensor part. In this case, the deformation for absorbing the shock / vibration of the second buffer portion can be absorbed by the buffer layer, so that the transmission of the shock / vibration to the sensor portion is further reduced.

(3)本発明の一態様では、前記緩衝層はエアーギャップとすることができる。第2緩衝部の変形はエアーギャップにて吸収して、センサー部に伝達されることを低減できる。   (3) In one aspect of the present invention, the buffer layer may be an air gap. The deformation of the second buffer portion can be absorbed by the air gap and transmitted to the sensor portion can be reduced.

(4)本発明の一態様では、前記緩衝層は、前記第2緩衝部と前記センサー部との隙間に充填されて固化された充填材にて形成することができる。第2緩衝部の変形は充填材にて吸収して、センサー部に伝達されることを低減できる。しかも、充填材はセンサー部を第2緩衝部と直接接触させずに中空状態で保持できるので、衝撃・振動の伝達を極小にすることができる。   (4) In one aspect of the present invention, the buffer layer may be formed of a filler that is filled and solidified in a gap between the second buffer portion and the sensor portion. The deformation of the second buffer portion can be absorbed by the filler and reduced from being transmitted to the sensor portion. In addition, since the filler can be held in a hollow state without directly contacting the sensor portion with the second buffer portion, transmission of impact and vibration can be minimized.

(5)本発明の一態様では、前記センサー部は基板を有し、前記第2緩衝部は、前記基板を境にして2つの緩衝部に分割することができる。こうすると、センサー部を第2緩衝部内に配置させる組み立て性が向上する。   (5) In one aspect of the present invention, the sensor unit may include a substrate, and the second buffer unit may be divided into two buffer units with the substrate as a boundary. If it carries out like this, the assembly property which arrange | positions a sensor part in a 2nd buffer part will improve.

(6)本発明の一態様では、前記第2緩衝部は、前記2つの緩衝部によって前記基板を挟待することができる。こうして、第2緩衝部が基板を挟待することで、第2緩衝部とセンサー部との間にエアーギャップを形成でき、あるいはそのエアーギャップ内を充填材で満たすことができる。   (6) In one aspect of the present invention, the second buffer unit can hold the substrate between the two buffer units. In this way, the second buffer portion holds the substrate, whereby an air gap can be formed between the second buffer portion and the sensor portion, or the air gap can be filled with a filler.

(7)本発明の一態様では、前記第1緩衝部は、前記測定対象物体に固定される面とは反対側の面に対向壁を含み、前記センサー部は、前記緩衝層を形成する充填材を介して前記対向壁に固定することができる。こうすると、第1緩衝部のうち最も変形が少ない対向壁に、緩衝層を形成する充填材を介してセンサー部を固定しているので、センサー部への衝撃・振動の伝達を低減することができる。   (7) In the aspect of the invention, the first buffer portion includes a facing wall on a surface opposite to a surface fixed to the measurement target object, and the sensor portion is a filling that forms the buffer layer. It can fix to the said opposing wall through a material. In this case, since the sensor unit is fixed to the opposing wall of the first buffer unit with the least deformation via the filler forming the buffer layer, the transmission of shock and vibration to the sensor unit can be reduced. it can.

(8)前記第1緩衝部の前記外側壁は、厚さ方向にて貫通するスリットを有し、前記第2緩衝部を前記スリット内に入り込んで配置することができる。こうすると、第2緩衝部はスリットからはみ出す方向に変形する自由度が増して、変形し易くなる。よって、第2緩衝部での衝撃・振動吸収量を増大できる。しかも、スリットにより第1,第2緩衝部の接触面積が増え、第1,第2緩衝部間で衝撃・振動が伝達し易くなり、衝撃・振動吸収効率が増大する。   (8) The outer wall of the first buffer portion may have a slit penetrating in the thickness direction, and the second buffer portion may be disposed in the slit. If it carries out like this, the freedom degree which deform | transforms the 2nd buffer part in the direction which protrudes from a slit increases, and it becomes easy to deform | transform. Therefore, the shock / vibration absorption amount in the second buffer portion can be increased. In addition, the contact area between the first and second buffer portions is increased by the slit, and it becomes easy to transmit shock and vibration between the first and second buffer portions, and the shock and vibration absorption efficiency is increased.

(9)本発明の一態様では、前記第2緩衝部の比重は前記第1緩衝部の比重よりも小さくすることができる。より多く衝撃・振動を吸収する第2緩衝部の体積を増やしても、比重が小さいので重量の増大を抑制できる。しかも、外側壁を備えた第1緩衝部が硬く比重が重いので、センサー部の揺らぎは防止される。   (9) In one aspect of the present invention, the specific gravity of the second buffer portion can be made smaller than the specific gravity of the first buffer portion. Even if the volume of the second buffer portion that absorbs more shock and vibration is increased, the increase in weight can be suppressed because the specific gravity is small. In addition, since the first buffer portion having the outer wall is hard and has a high specific gravity, fluctuation of the sensor portion is prevented.

(10)本発明の他の態様は、上述したセンサーユニットが取り付けられている運動器具を定義している。この運動器具は、例えば打撃時などによって発生する過大な衝撃・振動を第1,第2緩衝部が吸収するので、計測に不要な衝撃・振動を緩和させることができる。   (10) Another aspect of the present invention defines an exercise device to which the above-described sensor unit is attached. In this exercise apparatus, for example, the first and second buffer portions absorb excessive shock / vibration that occurs due to, for example, hitting, so that it is possible to reduce the shock / vibration unnecessary for measurement.

テニスラケットのグリップエンドに衝撃・振動吸収材を介してセンサー部を固定した比較例を示す図である。It is a figure which shows the comparative example which fixed the sensor part to the grip end of the tennis racket through the impact / vibration absorbing material. 図1に示す比較例にて衝撃・振動吸収材の体積を増やした態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect which increased the volume of the shock and the vibrational absorption material in the comparative example shown in FIG. 図1に示す比較例にて衝撃・振動吸収材の材質を軟らかくした態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect which made the material of the shock and the vibrational absorption material soft in the comparative example shown in FIG. 本発明の第1実施形態のセンサーユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sensor unit of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態での衝撃・振動の伝達作用を示す図である。It is a figure which shows the transmission effect | action of an impact and vibration in 1st Embodiment of this invention. 図1に示す比較例での玉突き状態の衝撃・振動の伝達作用を示す図である。It is a figure which shows the transmission effect | action of the impact and vibration of the ball hit state in the comparative example shown in FIG. 図7(A)〜図7(C)は衝撃・振動吸収材なしの3軸加速度の計測データを示し、図7(A)はZ軸成分を、図7(B)はY軸成分を、図7(C)はX軸成分をそれぞれ示している。FIGS. 7A to 7C show measurement data of triaxial acceleration without a shock / vibration absorber, FIG. 7A shows a Z-axis component, FIG. 7B shows a Y-axis component, FIG. 7C shows X-axis components. 図8(A)〜図8(C)は図1に示す比較例の3軸加速度の計測データを示し、図8(A)はZ軸成分を、図8(B)はY軸成分を、図8(C)はX軸成分をそれぞれ示している。8 (A) to 8 (C) show measurement data of the triaxial acceleration of the comparative example shown in FIG. 1, FIG. 8 (A) shows the Z-axis component, FIG. 8 (B) shows the Y-axis component, FIG. 8C shows X-axis components. 図9(A)〜図9(C)は本発明の第1実施形態の3軸加速度の計測データを示し、図9(A)はZ軸成分を、図9(B)はY軸成分を、図9(C)はX軸成分をそれぞれ示している。9A to 9C show the measurement data of the triaxial acceleration according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9A shows the Z-axis component, and FIG. 9B shows the Y-axis component. FIG. 9C shows the X-axis component. 本発明の第1実施形態での打撃衝撃時を含む角速度データを示す特性図である。It is a characteristic view which shows angular velocity data including the time of the impact impact in 1st Embodiment of this invention. 比較例での打撃衝撃時を含む角速度データを示す特性図である。It is a characteristic view which shows angular velocity data including the time of the impact impact in a comparative example. 本発明の第2実施形態に係るセンサーユニットの断面図である。It is sectional drawing of the sensor unit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るセンサーユニットの断面図である。It is sectional drawing of the sensor unit which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図13に示すセンサーユニットの側面図である。It is a side view of the sensor unit shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。     Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

1.第1実施形態
図4は、本発明の第1実施形態に係るセンサーユニットを示す断面図である。図4において、このセンサーユニット10Aは、センサー部20と、第1緩衝部30と、第2緩衝部40とを有する。
1. First Embodiment FIG. 4 is a cross-sectional view showing a sensor unit according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 4, the sensor unit 10 </ b> A includes a sensor unit 20, a first buffer unit 30, and a second buffer unit 40.

センサー部20は、基板22Aの例えば表裏面に、3軸加速度センサー及び3軸角速度センサーや、その駆動回路及び信号処理回路を搭載することができる。センサー部20を含む運動計測システムは、センサー部20の他、センサー部20からの信号出力に基づいて計測対象物の動きを出力する表示装置や印刷装置などの出力装置を含み、必要によりセンサー部20からの信号出力を演算して出力結果を得る演算回路などの処理回路を含むことができる。本実施形態では、センサー部20で計測できる最大加速度は例えば50Gである。   The sensor unit 20 can be mounted with, for example, a triaxial acceleration sensor and a triaxial angular velocity sensor, a driving circuit thereof, and a signal processing circuit on the front and back surfaces of the substrate 22A. The motion measurement system including the sensor unit 20 includes, in addition to the sensor unit 20, an output device such as a display device or a printing device that outputs the movement of the measurement object based on a signal output from the sensor unit 20, and if necessary, the sensor unit. A processing circuit such as an arithmetic circuit that calculates the signal output from 20 to obtain an output result can be included. In the present embodiment, the maximum acceleration that can be measured by the sensor unit 20 is, for example, 50G.

第1緩衝部30は外側壁32を有する。第1緩衝部30はさらに、計測対象物である例えば図1のテニスラケット1の取付面1Bと対向する対向壁34を有することができる。第1緩衝部30は、組み立て性の便宜から、上蓋30Aと下蓋30Bとに分割しても良い。この場合、上蓋30Aは外側壁32Aと対向壁34を有し、下蓋30Bは外側壁32Bを有する。第1緩衝部30は、例えば樹脂にて形成される。第1緩衝部30の外側壁32の端面32Cが、テニスラケット1の取付面1Bに、両面テープ等により接合されて固定される。   The first buffer portion 30 has an outer wall 32. The 1st buffer part 30 can have further the opposing wall 34 which opposes the attachment surface 1B of the tennis racket 1 of FIG. The first buffer 30 may be divided into an upper lid 30A and a lower lid 30B for convenience of assembly. In this case, the upper lid 30A has an outer wall 32A and an opposing wall 34, and the lower lid 30B has an outer wall 32B. The 1st buffer part 30 is formed with resin, for example. An end surface 32C of the outer wall 32 of the first buffer portion 30 is bonded and fixed to the mounting surface 1B of the tennis racket 1 by a double-sided tape or the like.

第2緩衝部40は、第1緩衝部30の内側に配置される。第2緩衝部40内にセンサー部20が保持される。第2緩衝部40は、第1緩衝部30よりも軟らかい材質で形成される。第1緩衝部30が樹脂製であれば、第2緩衝部40は例えばゴム製とすることができる。第2緩衝部40の比重は第1緩衝部30よりも小さい。   The second buffer unit 40 is disposed inside the first buffer unit 30. The sensor unit 20 is held in the second buffer unit 40. The second buffer part 40 is formed of a softer material than the first buffer part 30. If the 1st buffer part 30 is resin, the 2nd buffer part 40 can be made from rubber, for example. The specific gravity of the second buffer 40 is smaller than that of the first buffer 30.

本発明の第1実施形態では、衝撃・振動吸収構造を二重構造とし、外側を硬めの外側壁32を備えた第1緩衝部30とし、その第1緩衝部30の外側壁32の内側を軟らかめの第2緩衝部40としている。外側を硬めの外側壁32を備えた第1緩衝部30が、その内側の第2緩衝部40を押さえ込むことで、第2緩衝部40が変形し易くなって衝撃・振動を抑えることができる。第1緩衝部30は、第2緩衝部40が吸収し切れなかった衝撃・振動を吸収することができる。   In the first embodiment of the present invention, the shock / vibration absorbing structure is a double structure, the outer side is the first buffer part 30 having a hard outer wall 32, and the inner side of the outer wall 32 of the first buffer part 30 is The soft second buffer portion 40 is used. The first buffer portion 30 having the outer wall 32 having a harder outer side presses the second buffer portion 40 on the inner side, whereby the second buffer portion 40 is easily deformed, and impact and vibration can be suppressed. The 1st buffer part 30 can absorb the shock and vibration which the 2nd buffer part 40 did not absorb completely.

こうして、図1に示すテニスラケット1にてボールをヒットした打撃時などの衝撃・振動は、図5に示すようにセンサーユニット10Aの第1,第2緩衝部30,40にて吸収され、センサー部20には伝達されにくい構造となる。   Thus, the impact and vibration at the time of hitting the ball with the tennis racket 1 shown in FIG. 1 are absorbed by the first and second buffer parts 30 and 40 of the sensor unit 10A as shown in FIG. The portion 20 has a structure that is difficult to be transmitted.

これに対して、図1〜図3に示す比較例では、テニスラケット1の打撃時などの衝撃・振動は、図6に示すように、衝撃・振動吸収材3で吸収されて緩和されるが、衝撃・振動吸収材3で吸収されなかった衝撃・振動の逃げ道の途上にセンサー部2が存在するので、過大な衝撃・振動はいわゆる玉突き状態となってセンサー部2に直接伝達されていた。   On the other hand, in the comparative example shown in FIGS. 1 to 3, the impact / vibration when the tennis racket 1 is struck is absorbed by the impact / vibration absorber 3 and is reduced as shown in FIG. 6. Since the sensor unit 2 exists on the way of the shock / vibration that was not absorbed by the shock / vibration absorber 3, excessive shock / vibration was directly transmitted to the sensor unit 2 in a so-called ball hitting state.

図4では、第2緩衝部40とセンサー部20との間に介在される緩衝層50をさらに有することができる。こうすると、第2緩衝部40の変形は緩衝層50にて吸収できるので、センサー部20への衝撃・振動の伝達がより少なくなる。   In FIG. 4, the buffer layer 50 may be further interposed between the second buffer unit 40 and the sensor unit 20. In this case, the deformation of the second buffer part 40 can be absorbed by the buffer layer 50, so that the transmission of impact / vibration to the sensor part 20 is further reduced.

この緩衝層50はエアーギャップとすることができる。第2緩衝部40の変形はエアーギャップ50にて吸収して、センサー部20に伝達されることを低減できる。   The buffer layer 50 can be an air gap. The deformation of the second buffer unit 40 can be absorbed by the air gap 50 and transmitted to the sensor unit 20 can be reduced.

ここで、図4では、第2緩衝部40は、組み立て性の便宜から、上蓋40Aと下蓋40Bとに分割されている。しかも、第2緩衝部40は、センサー部20の基板22Aを境にして上蓋40Aと下蓋40Bとに分割されている。そして、センサー部20を第2緩衝部40内に配置させる組み立て性を向上させている。   Here, in FIG. 4, the 2nd buffer part 40 is divided | segmented into the upper cover 40A and the lower cover 40B for the convenience of assembly property. Moreover, the second buffer 40 is divided into an upper lid 40A and a lower lid 40B with the substrate 22A of the sensor unit 20 as a boundary. And the assembly property which arrange | positions the sensor part 20 in the 2nd buffer part 40 is improved.

特に図4では、第2緩衝部40は、上蓋40Aと下蓋40Bとによって基板22Aを挟待している。こうして、第2緩衝部40が基板22Aを挟待することで、第2緩衝部40とセンサー部20との間にエアーギャップ50を形成できる。   In particular, in FIG. 4, the second buffer 40 holds the substrate 22 </ b> A between the upper lid 40 </ b> A and the lower lid 40 </ b> B. Thus, the air gap 50 can be formed between the second buffer unit 40 and the sensor unit 20 by the second buffer unit 40 sandwiching the substrate 22A.

図7(A)〜図9(C)に、衝撃・振動試験結果のデータを示す。図7(A)〜図7(C)は図1に示すテニスラケット1の取付面1Bに取付治具を介してセンサー部2を取り付けて(衝撃・振動吸収材3なし)計測したデータを示す。図8(A)〜図8(C)は図1に示す比較例の方法により衝撃・振動吸収材3を介してセンサー部2を取り付けて計測したデータである。図9(A)〜図9(C)が図4に示す本実施形態のセンサーユニット10Aを図1に示すテニスラケット1の取付面1Bに取り付けて計測したデータである。   FIG. 7A to FIG. 9C show data of impact / vibration test results. 7 (A) to 7 (C) show data obtained by attaching the sensor unit 2 to the attachment surface 1B of the tennis racket 1 shown in FIG. 1 via an attachment jig (without the shock / vibration absorber 3). . 8A to 8C show data measured by attaching the sensor unit 2 via the shock / vibration absorbing material 3 by the method of the comparative example shown in FIG. 9A to 9C are data measured by attaching the sensor unit 10A of the present embodiment shown in FIG. 4 to the attachment surface 1B of the tennis racket 1 shown in FIG.

図7(A)〜図9(C)は、同じ高さからテニスラケット1をZ軸方向に落下させた時に3軸(X,Y,Z軸)の加速度を計測したデータである。図7(A)、図8(A)及び図9(A)はそれぞれZ軸の加速度を示し、図7(B)、図8(B)及び図9(B)はそれぞれY軸の加速度を示し、図7(C)、図8(C)及び図9(C)はそれぞれX軸の加速度を示す。図7(A)〜図7(C)と図8(A)〜図8(C)とを比較すると、図8(A)ではZ軸方向の強い衝撃を受けている時間が短くなっているのは、図1の衝撃・振動吸収材3を挿入した効果であると認められる。その一方で、図8(B)(C)は図7(B)(C)よりもX,Y軸方向での変化が大きい。これは、図1の衝撃・振動吸収材3を挿入したことで、センサー部2自体の揺らぎが大きくなったからと考えられる。   FIG. 7A to FIG. 9C are data obtained by measuring acceleration in three axes (X, Y, and Z axes) when the tennis racket 1 is dropped in the Z axis direction from the same height. FIGS. 7A, 8A, and 9A show the Z-axis acceleration, and FIGS. 7B, 8B, and 9B show the Y-axis acceleration, respectively. 7C, FIG. 8C, and FIG. 9C each show the X-axis acceleration. When comparing FIG. 7 (A) to FIG. 7 (C) and FIG. 8 (A) to FIG. 8 (C), in FIG. 8 (A), the time for receiving a strong impact in the Z-axis direction is shortened. This is considered to be the effect of inserting the shock / vibration absorbing material 3 of FIG. On the other hand, FIGS. 8B and 8C have larger changes in the X- and Y-axis directions than FIGS. 7B and 7C. This is presumably because the fluctuation of the sensor unit 2 itself is increased by inserting the shock / vibration absorbing material 3 of FIG.

その点、本実施形態の測定データである図9(A)では、Z軸方向の強い衝撃を受けている時間が図8(A)よりもさらに短く、図9(B)(C)に示すようにX,Y軸を含めて、衝撃・振動の影響を受けている時間が短縮される等、高い効果が確認できる。   In that respect, in FIG. 9A, which is the measurement data of this embodiment, the time during which a strong impact in the Z-axis direction is applied is even shorter than that in FIG. 8A, and is shown in FIGS. As described above, it is possible to confirm a high effect such as shortening the time under the influence of shock and vibration including the X and Y axes.

本実施形態のセンサーユニット10Aでは、図1に示すテニスラケット1にてボールをヒットした打撃時の衝撃・振動の影響を低減できることも確認できた。図10は、3軸X,Y,Z軸周りの角速度のデータを示し、衝撃を受けた時刻T以降も、その衝撃の影響を受けずに各軸周りの角速度がテニスラケット1の姿勢に追従して計測されている。   In the sensor unit 10A of the present embodiment, it was also confirmed that the influence of impact / vibration at the time of hitting the ball with the tennis racket 1 shown in FIG. 1 can be reduced. FIG. 10 shows angular velocity data about the three axes X, Y, and Z, and the angular velocity around each axis follows the attitude of the tennis racket 1 without being affected by the impact after the time T when the impact was received. Is measured.

一方、図1の比較例では、図11に示すように、例えばY軸周りの角速度が矢印Aで示す通りに計測されてしまい、本来計測されるべき矢印Bのデータを計測することができなかった。   On the other hand, in the comparative example of FIG. 1, as shown in FIG. 11, for example, the angular velocity around the Y axis is measured as indicated by the arrow A, and the data of the arrow B that should be measured cannot be measured. It was.

2.第2実施形態
本発明の第2実施形態に係るセンサーユニット10Bを図12に示す。図12に示すセンサーユニット10Bが図4に示すセンサーユニット10Aと相違する点は、図4のエアーギャップで形成された緩衝層50を、図12では充填材60にて形成している。
2. Second Embodiment FIG. 12 shows a sensor unit 10B according to a second embodiment of the present invention. The sensor unit 10B shown in FIG. 12 is different from the sensor unit 10A shown in FIG. 4 in that the buffer layer 50 formed by the air gap of FIG.

充填材60は、第2緩衝部40とセンサー部20との隙間に充填されて固化される。充填材60として、商品名TSE3051(株式会社タナック)または商品名1230G(スリーボンド)等のポッティング材を好適に使用することができる。   The filler 60 is filled in the gap between the second buffer part 40 and the sensor part 20 and solidified. As the filler 60, a potting material such as trade name TSE3051 (Tanak Corporation) or trade name 1230G (Three Bond) can be suitably used.

充填材60を用いる利点として、図4に示すように第2緩衝部40の上蓋40Aと下蓋40Bにより基板22Aは挟待されたが、図12の基板22Bは挟待される必要はない。充填材60により第2緩衝部40内にてセンサー部20を保持することができるからである。こうすると、センサー部20は第2緩衝部40と直接接触しないので、第2緩衝部40の変形がセンサー部20に伝達されることがなくなる。これにより、センサー部20の揺らぎを低減することができる。   As an advantage of using the filler 60, as shown in FIG. 4, the substrate 22A is held by the upper cover 40A and the lower cover 40B of the second buffer portion 40, but the substrate 22B of FIG. 12 need not be held. This is because the sensor part 20 can be held in the second buffer part 40 by the filler 60. In this case, the sensor unit 20 is not in direct contact with the second buffer unit 40, so that the deformation of the second buffer unit 40 is not transmitted to the sensor unit 20. Thereby, the fluctuation | variation of the sensor part 20 can be reduced.

なお、図12に示すセンサー部20は、緩衝層を形成する充填材60を介して、第1緩衝部30の対向壁34に固定することができる。こうすると、第1緩衝部30のうち最も変形が少ない対向壁34に、緩衝層を形成する充填材60を介してセンサー部20を固定しているので、センサー部20の揺らぎを低減することができる。   In addition, the sensor part 20 shown in FIG. 12 can be fixed to the opposing wall 34 of the 1st buffer part 30 via the filler 60 which forms a buffer layer. In this case, since the sensor unit 20 is fixed to the opposing wall 34 with the least deformation in the first buffer unit 30 via the filler 60 that forms the buffer layer, fluctuation of the sensor unit 20 can be reduced. it can.

3.第3実施形態
本発明の第3実施形態では、図13及び図14に示すように、第1緩衝部30の外側壁32は、厚さ方向にて貫通するスリット36を有する。第2緩衝部40は第1緩衝部30のスリット36内に入り込んで配置することができる。こうすると、第2緩衝部40はスリット36からはみ出す方向に変形する自由度が増して、変形し易くなる。よって、第2緩衝部40での衝撃・振動吸収量を増大できる。しかも、スリット36により第1,第2緩衝部30,40の接触面積が増える。このため、第1,第2緩衝部30,40間、特に内側の第2緩衝部40から外側の第1緩衝部30との間で衝撃・振動が伝達し易くなり、衝撃・振動吸収効率が増大する。
3. 3rd Embodiment In 3rd Embodiment of this invention, as shown in FIG.13 and FIG.14, the outer side wall 32 of the 1st buffer part 30 has the slit 36 penetrated in thickness direction. The second buffer part 40 can be disposed in the slit 36 of the first buffer part 30. If it carries out like this, the freedom degree which deform | transforms the 2nd buffer part 40 in the direction which protrudes from the slit 36 increases, and it becomes easy to deform | transform. Therefore, the amount of shock / vibration absorption in the second buffer 40 can be increased. In addition, the contact area between the first and second buffer portions 30 and 40 is increased by the slit 36. For this reason, it becomes easy to transmit an impact and vibration between the 1st, 2nd buffer parts 30 and 40, especially between the inside 2nd buffer part 40 and the 1st buffer part 30 outside, and impact and vibration absorption efficiency are improved. Increase.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、図13及び図14に示すスリット36は、図4及び図12に示すセンサーユニット10A,10Bに設けてもよい。また、第1緩衝部30よりも軟らかい第2緩衝部40の比重は、一般的に第1緩衝部30の比重よりも小さくすることができる。こうして、より多く衝撃・振動を吸収する第2緩衝部40の体積を増やしても、比重が小さいので重量の増大を抑制できる。しかも、外側壁32を備えた第1緩衝部30が硬く比重が重いので、センサー部20の揺らぎは防止される。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, the slit 36 shown in FIGS. 13 and 14 may be provided in the sensor units 10A and 10B shown in FIGS. In addition, the specific gravity of the second buffer 40 that is softer than the first buffer 30 can generally be made smaller than the specific gravity of the first buffer 30. Thus, even if the volume of the second buffer portion 40 that absorbs more shock and vibration is increased, the increase in weight can be suppressed because the specific gravity is small. In addition, since the first buffer portion 30 including the outer wall 32 is hard and has a high specific gravity, fluctuation of the sensor portion 20 is prevented.

また、図4、図12及び図13において、第2緩衝部40は第1緩衝部30の外側壁32の端面32C(図4参照)と面一でなく、テニスラケット1の取付面1Bと直接接触させない構造としても良い。こうすると、テニスラケット1からの衝撃・振動は第1緩衝部30を経由するか、または取付面1Bと第2緩衝部40との間の第2緩衝層(エアーギャップ)を経由することになるので、第2緩衝部40にテニスラケット1からの衝撃・振動が直接伝達されない構造とすることができる。   4, 12, and 13, the second buffer portion 40 is not flush with the end surface 32 </ b> C (see FIG. 4) of the outer wall 32 of the first buffer portion 30, but directly with the mounting surface 1 </ b> B of the tennis racket 1. It is good also as a structure which does not contact. If it carries out like this, the impact and vibration from the tennis racket 1 will pass through the 1st buffer part 30, or the 2nd buffer layer (air gap) between the attachment surface 1B and the 2nd buffer part 40. Therefore, it can be set as the structure where the impact and vibration from the tennis racket 1 are not directly transmitted to the 2nd buffer part 40. FIG.

また、本発明のセンサーユニットが装着される計測対象物は、特に打撃に用いるテニスラケットやゴルフクラブ等の運動器具に好適であるが、加速度及び/または角速度計測により動きや姿勢等の計測対象となる他の全ての器具例えば遊戯器具等も広く用いることができる。   In addition, the measurement object to which the sensor unit of the present invention is attached is particularly suitable for a sports equipment such as a tennis racket or a golf club used for hitting, but the measurement object such as movement and posture is measured by measuring acceleration and / or angular velocity. All other devices such as play devices can be widely used.

10A,10B,10C センサーユニット、20 センサー部、22A,22B 基板、30 第1緩衝部、30A 上蓋、30B 下蓋、32,32A,32B 外側壁、34 対向壁、40 第2緩衝部、40A 上蓋、40B 下蓋、50 緩衝層(エアーギャップ)、60 緩衝層(充填材)   10A, 10B, 10C sensor unit, 20 sensor part, 22A, 22B substrate, 30 first buffer part, 30A upper lid, 30B lower lid, 32, 32A, 32B outer side wall, 34 facing wall, 40 second buffer part, 40A upper lid , 40B Lower lid, 50 Buffer layer (air gap), 60 Buffer layer (filler)

Claims (10)

測定対象物体に取り付けられるセンサーユニットであって、
外側壁を含み、前記外側壁が前記測定対象物体に固定される第1緩衝部と、
前記第1緩衝部の前記外側壁の内側に配置され、かつ、前記第1緩衝部よりも軟らかい第2緩衝部と、
前記第2緩衝部内に保持されるセンサー部と、
を有することを特徴とするセンサーユニット。
A sensor unit attached to a measurement object,
A first buffer portion including an outer wall, the outer wall being fixed to the object to be measured;
A second buffer portion disposed inside the outer wall of the first buffer portion and softer than the first buffer portion;
A sensor unit held in the second buffer unit;
A sensor unit comprising:
請求項1において、
前記第2緩衝部と前記センサー部との間に介在される緩衝層をさらに有することを特徴とするセンサーユニット。
In claim 1,
The sensor unit further comprising a buffer layer interposed between the second buffer unit and the sensor unit.
請求項2において、
前記緩衝層はエアーギャップであることを特徴とするセンサーユニット。
In claim 2,
The sensor unit, wherein the buffer layer is an air gap.
請求項2において、
前記緩衝層は、前記第2緩衝部と前記センサー部との隙間に充填されて固化された充填材にて形成されていることを特徴とするセンサーユニット。
In claim 2,
The sensor unit, wherein the buffer layer is formed of a filler that is filled and solidified in a gap between the second buffer portion and the sensor portion.
請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記センサー部は基板を有し、
前記第2緩衝部は、前記基板を境にして2つの緩衝部に分割されていることを特徴とするセンサーユニット。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The sensor unit has a substrate,
The sensor unit, wherein the second buffer part is divided into two buffer parts with the substrate as a boundary.
請求項5において、
前記第2緩衝部は、前記2つの緩衝部によって前記基板を挟待することを特徴とするセンサーユニット。
In claim 5,
The sensor unit, wherein the second buffer unit holds the substrate between the two buffer units.
請求項4において、
前記第1緩衝部は、前記測定対象物体に固定される面とは反対側の面に対向壁を含み、
前記センサー部は、前記緩衝層を形成する充填材を介して前記対向壁に固定されることを特徴とするセンサーユニット。
In claim 4,
The first buffer portion includes an opposing wall on a surface opposite to a surface fixed to the measurement target object,
The sensor unit is fixed to the opposing wall through a filler forming the buffer layer.
請求項1乃至7のいずれか一項において、
前記第1緩衝部の前記外側壁は、厚さ方向にて貫通するスリットを有し、
前記第2緩衝部は前記スリット内に入り込んで配置されていることを特徴とするセンサーユニット。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The outer wall of the first buffer portion has a slit penetrating in the thickness direction,
The sensor unit, wherein the second buffer portion is disposed in the slit.
請求項1乃至8のいずれか一項において
前記第2緩衝部の比重は前記第1緩衝部の比重よりも小さいことを特徴とするセンサーユニット。
The sensor unit according to claim 1, wherein a specific gravity of the second buffer portion is smaller than a specific gravity of the first buffer portion.
請求項1乃至9のいずれか一項に記載のセンサーユニットが取り付けられていることを特徴とする運動計測システム。   10. A motion measurement system, wherein the sensor unit according to claim 1 is attached.
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