JP4579428B2

JP4579428B2 - 歩数計

Info

Publication number: JP4579428B2
Application number: JP2001016247A
Authority: JP
Inventors: 靖二加藤
Original assignee: ヘルスエンジン株式会社
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2021-01-24
Also published as: JP2002221434A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歩行（走行）時の歩数を計測する歩数計に関し、特に腕を殆ど振らないで歩行したりあるいはジョギングしているときであっても歩数を確実に計測することができる腕時計式の歩数計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、歩行（走行）時の歩数を計測するこの種の歩数計は、身体の上下運動により振子を上下方向に振動させ、ばねにより重力に抗して上方へ復帰させるようにしているため、通常スラックスやスカートのベルトの表面（または裏面）に略垂直になるように固定されて使用されるものが最も一般的であった（例えば、特開昭５９−１０９９８７号公報、特開昭５９−２０２０１６号公報、実開平２−５０６１５号公報等）。
【０００３】
しかしながら、スラックスやスカートのベルトに装着した場合、表裏面方向（厚さ方向）または周方向（幅方向）に一定角度（１５〜２０°）以上傾いて装着されると、振子が正常に振動せず計測誤差が生じ、装着箇所の自由度が狭いという問題があった。したがって、これらの歩数計を時計と兼用させるために腕時計に組み込んだ場合、腕に装着したままでは歩数を計測することができないために、ベルトに装着しなおさなければならなかった。
【０００４】
そこで、本発明者は、このような問題を解決するものとして、振子、接点部および重りを備えた回転自在な振子式検出器と、マグネットとリードスイッチからなる回転センサをケース内に配設した運動量計（特願２０００−２３９５８１号）を既に提案した。このような運動量計によれば、周方向に傾いたり、上下逆の姿勢になった場合であっても重りが振子式検出器を計測可能な姿勢に自動的に復帰させるため、スラックスやスカートのベルトに限らず、ポケット、鞄、ハンドバックの中などに入れた状態で使用したり、あるいは腕に装着して使用しても正確に歩数を計測することができ、装着姿勢および装着箇所の自由度を大幅に拡大させることができる。また、上記回転センサは、振子式検出器が軸回りに回転または一定角度以上回動すると、リードスイッチとマグネットが互いに近接してリードスイッチがＯＮとなり、振子式検出器の回転または回動を検出するため、非歩行時であっても身体の各部の運動回数または運動量を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した運動量計は、マグネットと複数個のリードスイッチからなる回転センサを設けているため、部品点数が増加し製造コストが高くなるばかりか、リードスイッチを振子式検出器の周りに離間させて設ける必要があるため、運動計自体の外形寸法が大きくなり、小型化する上で大きな障害になるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構造で部品点数が少なく、歩数を確実に計測することができる腕時計式の歩数計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明は、揺動自在な振子、この振子を復帰方向に付勢するばね、前記振子の振動を検出する接点部、この接点部側に位置する重りとを有し、基板に回転自在に配設された回転体と、前記接点部からの信号により少なくとも前記振子の振動回数を演算処理する演算処理回路を有する配線板と、前記回転体および配線板を収納する腕時計式バンド付きケースと、前記演算処理回路によって演算した少なくとも振動回数と時刻を表示する表示手段とを備え、前記回転体と前記基板との間に前記回転体の回動を制限しかつ回転体に衝撃を付与する衝撃付与手段を設けたものである。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明において、衝撃付与手段を、時計における文字板の２時から３時の間に設けたものである。
【０００９】
第１、第２の発明において、回転体は基板に対して回転自在ではあるが、衝撃付与手段によって一定の角度範囲内の回動のみを許容されている。したがって、腕を振ると、回転体はこの角度範囲内で回動し、突起部と回動規制部が当たるとその衝撃により振子が動作して接点部に接触し、スイッチがＯＮになる。また、振子は足の接地による衝撃を感知することによっても動作して接点部に接触する。つまり、本発明においては、地面に靴が接地したときの衝撃加速度によって振子を動作させるとともに、腕の振りによって発生する衝撃加速度で振子を動作させることになる。しかし、靴の接地による衝撃による加速度が振子に加わる時と、腕の振りによる加速度が振子に加わる時が略同じタイミングであるため、振子と回転体の重りがもつ慣性質量により、振子が接点部に接触しても直ぐに離れず（直ぐに離れると２回動作して接点部と接触するおそれがある）、タイミングが少しずれてもそれに追従して動作することがない。つまり、手と足の運動がバラバラで不規則な場合は、足からの衝撃加速度と腕からの衝撃加速度のタイミングがずれるため振子が動作したり動作しなかったりするが、実際には手と足が略同期して運動するため、両加速度が振子に加わる時が略同じタイミングとなり、２回動作したりすることがなく、「１」としてカウントし、歩数を確実に計測することができる。
【００１０】
接点部は振子が接触すると信号を発生し、この信号に基づいて振子の振動回数を計測し、表示手段に表示する。接点部としては、接片または圧電素子が用いられる。
表示手段としては、液晶表示装置が用いられ、歩数、時刻、消費カロリー等を表示する。
【００１１】
衝撃発生手段を時計における文字板の２時から３時の間に設けておくと、腕を下方に伸ばした状態で歩行するときおよび肘を折り曲げてジョギングするとき、衝撃付与手段が回転体の中心を通る水平線より下方に位置して回転体を歩数計測可能な姿勢に保持するため、振子を上下方向に確実に動作させることができる。すなわち、腕を振る歩行の場合、腕の付け根を支点として円周方向に前後一定角度（例えば、４５°）に振って歩行する。腕を振ると、バンド付きケースは腕と一体に運動する。このとき、回転体は突起部と回動規制部との係合によってケースと一体的に運動するが、最大角度振って腕を止めたとき、慣性によってなおも回動し続けようとする。この回動は回動規制部によって一定角度内に規制されているため、一定角度回動すると突起部と回動規制部が当たり、その衝撃により振子を動作させる。また、歩行せずに腕だけ振っても回転体が一定角度回動するため、振子は動作する。
【００１２】
ジョギング時は肘を折り曲げるため、腕が「肘鉄」スタイルの形となり、時計の文字板における９〜１２時の位置が重力方向となる。腕を略水平にすると衝撃付与手段は回転体の中心を通る水平線より下方（１２時〜３時の位置が鉛直下方）位置し、回転体を歩数計測可能な姿勢に保持する。この状態で腕を前後に略水平に振ってジョギングを行う場合、腕は円運動にならず、前後方向の往復運動となるが、腕を振ると、上記した腕を振って歩行するときと同様に回転体は衝撃付与手段によって許容された角度範囲内で回動し、突起部と回動規制部が当たるとその衝撃により振子を動作させる。腕を略４５°に折り曲げると９時〜１２時の位置が鉛直下方となり、衝撃付与手段は回転体の中心を通る水平線より下方に位置する。このため、回転体の重りが回転体の中心を通る水平線より上方に位置し、振子が重りより下方に位置する。したがって、回転体としては歩数計測不能な姿勢となるが、この状態で腕を前後に振って円運動させジョギングを行うと、回転体が一定角度回動し、突起部と回動規制部が当たる。振子は重りに比べて十分に慣性質量が小さいため突起部と回動規制部とが当たったときの衝撃により重力に抗して動作する。
【００１３】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、衝撃付与手段を、基板と回転体のいずれか一方に設けた突起部と、他方に設けた回動規制部とで構成し、突起部と回動規制部が当たることにより回転体の回動を一定角度範囲内に規制するものである。
この発明において、突起部としてはピン状のものが考えられ、回動規制部としては前記ピン状の突起部が挿入される孔（貫通孔または不貫通孔のいずれであってもよい）、凹部等が考えられる。また、回転規制部を回転体の回動方向に離間する２つの突起で構成してもよい。この場合は、２つの突起間にピン状の突起部を位置させればよい。
【００１４】
第４の発明は、上記第３の発明において、衝撃付与手段の突起部を時計における文字板の２時２０（時針）分近傍に設けたものである。
この発明において、突起部を時計の文字板の時針における２時２０分（３時の位置から２時方向に２０°傾いた位置）の近傍に設けると、地面に靴が接地したときの衝撃加速度と、腕の振りによって発生する衝撃加速度のタイミングが最もよく一致することが実験の結果明らかにされた。
【００１５】
第５の発明は、上記第３または第４の発明において、衝撃付与手段の突起部を、基板に突設したピンで構成し、回動規制部を重りに設けた孔または凹部で構成したものである。
この発明においては、突起部をピンで構成し、回動規制部を孔または凹部で構成しているので、衝撃付与手段の構成が簡単である。重りとしては、比重が大きい鉛等が用いられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る歩数計の一実施の形態を示す正面図、図２は図１のII−II線拡大断面図、図３は図１のIII −III 線拡大断面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図、図５は図１のＶ−Ｖ線拡大断面図である。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は回転体の正面図、背面図および側面図、図７（ａ）、（ｂ）は振子の正面図および底面図、図８は接点部の平面図である。
【００１７】
これらの図において、全体を符号１で示す歩数計は、歩行（走行）時の歩数とそのときの消費カロリーの計測と時刻を表示することができ、一般の腕時計と同様に腕（通常左腕）に装着されて使用される。このため、外観形状が腕時計の胴（ケース）と略同じ形状の腕時計式バンド付きケース２を備えている。
【００１８】
前記ケース２は、前面中央に形成された円形の開口部４を有し、この開口部４を透明なガラス５によって気密に閉塞している。ガラス５はケース２の前面に超音波溶着によって固定されている。また、ケース２の前面側の外周面には、リング６が嵌合され、超音波溶着等によって固定されている。さらに、ケース２の上下面にはバンド７の取付部８がそれぞれ一体に延設され、裏面側開口部に裏蓋１０がパッキン１１を介して取付けられ、右側面には同一構造からなるモードボタン（モード切替手段）１２Ａと設定ボタン１２Ｂが取付けられている。
【００１９】
上側のモードボタン１２Ａは、歩数計１の使用モードを切り替える。使用モードは、▲１▼歩行モードと▲２▼時計モードの２種類であるが、これ以外のモード、例えば消費カロリーモードを組込むことも可能である。歩行モードは、歩行時の歩数を表示する。時計モードは、時刻を表示する。下側の設定ボタン１２Ｂは、歩数および歩幅から歩行距離を算出表示する。また、時計モードにおいて時刻の修正を行う。
【００２０】
そして、ケース２の内部には、内ケース１３内に回転自在に収納された回転体１４と、表示手段としての液晶表示装置（以下、ＬＣＤという）１６と、配線板１７と、電源としてのリチウム電池１８等が組み込まれている。
【００２１】
前記内ケース１３は、背面が開放するカップ状に形成されたケース本体１３Ａと、このケース本体１３Ａの背面開口部を閉塞するカバー１３Ｂとからなり、前記ケース２内に固定されることにより前記回転体１４が取付けられる基板を構成している。ケース本体１３Ａとカバー１３Ｂの中心には、軸孔２１，２２がそれぞれ貫通して形成されており、これらの軸孔によって前記回転体１４の軸２０（２０Ａ，２０Ｂ）をそれぞれ回転自在に軸支している。また、ケース本体１３Ａの前面側には、前記ＬＣＤ１６、配線板１７および通電板ばね２３が配設されている。前記カバー１３Ｂの背面側には、前記リチウム電池１８、通電接片２４、プラス電池接片２５およびマイナス電池接片２６が配設されている。
【００２２】
前記ＬＣＤ１６は、第１〜第３の表示部２７Ａ〜２７Ｃからなる表示部２７（図１）を有し、この表示部２７が前記ケース２の前面側開口部４に臨むように前記配線板１７の前面に配設され、ゼブラコネクタ２８（図２）を介して配線板１７に電気的に接続されている。上段の第１の表示部２７Ａは歩数を表示し、中段の第２の表示部２７Ｂは時刻を表示し、下段の第３の表示部２７Ｃは使用日数を表示する。これらの表示は、いずれも複数個からなる日の字形のセグメントによって行われる。中段の第２の表示部２７Ｂは、第１、第３の表示部２７Ａ，２７Ｃに比べて使用頻度が高いため、大きなセグメントで構成されている。
【００２３】
前記配線板１７は、ケース本体１３Ａの前面に突設した基板取付部２９にビス止めされており、前記ＬＣＤ１６、マイクロコンピュータ等が搭載されるとともに、歩数計測に必要な演算処理回路が設けられている。
【００２４】
前記リチウム電池１８は、前記カバー１３Ｂの背面に着脱可能に固定され、前記プラス電池接片２５とマイナス電池接片２６の一端がそれぞれ接続されている。プラス電池接片２５とマイナス電池接片２６の他端は、前記内ケース１３を貫通して内ケース１３の前面側に導かれ、前記配線板１７にそれぞれ半田付けによって接続されている。
【００２５】
さらに前記内ケース１３の外周には、図５に示すように電池の消耗等による計測したデータの消去を防止するためにメモリ（Ｅ²ＰＲＯＭ）３２（またはスーパーコンデンサ）を搭載した配線板３３と、モード切替用の通電接片３４（図１、図４）が取付けられている。前記配線板３３は、前記配線板１７に電気的に接続されている。
【００２６】
前記通電接片３４は、中央部が前記内ケース１３の外周に固定されており、両端部３４ａ，３４ｂが弾性を有して前記モードボタン１２Ａと設定ボタン１２Ｂの内端面にそれぞれ圧接されている。一方、前記配線板１７の端面で前記通電接片３４の各端部３４ａ，３４ｂに対応する部位には、所定のパターンがそれぞれ形成されている。モード切替時にモードボタン１２Ａを圧縮コイルばね３６に抗して押し込み通電接片３４の一端部３４ａを前記パターンに押し付けると、歩行モードから時計モードまたはこの逆のモードに切り替えられる。なお、時計モードにおいて時刻を修正するときは、設定ボタン１２Ｂを同じく図示しない圧縮コイルばねに抗して押し込み通電接片３４の他端部３４ｂを配線板１７のパターンに所定の時刻になるまで繰り返し押し付ければよい。
【００２７】
図２および図３において、前記通電板ばね２３は、細長い金属片からなり、基端側がケース本体１３Ａの前面外周部寄りに固定されるとともに前記配線板１７に半田付けによって電気的に接続され、自由端側がケース本体１３Ａの中心部にまで延在して前記回転体１４の一方の軸２０Ａの先端面に圧接されている。
【００２８】
前記通電接片２４は、Ｌ字状に折り曲げられた細長い金属片からなり、屈曲部が前記カバー１３Ｂの背面外周部寄りに固定され、一端部がケース本体１３Ａの中心部にまで延在して前記回転体１４の他方の軸２０Ｂの先端面に圧接されている。一方、他端部は前記内ケース１３を貫通して内ケース１３の前面側に導かれ、前記配線板１７に半田付けによって電気的に接続されている。
【００２９】
図５〜図７において、前記回転体１４は、合成樹脂によって形成された回転ケース４０を有している。この回転ケース４０は、所定の間隔をおいて前後に対向しかしめ等によって一体的に結合された第１、第２ケース４０Ａ，４０Ｂとで形成され、その回転中心に前記軸２０Ａ，２０Ｂが圧入によってそれぞれ取付けられている。これらの軸２０Ａ，２０Ｂはりん青銅等によって形成されて表面がＮｉめっきされており、前記通電板ばね２３、通電接片２４にそれぞれ電気的に接続されている。回転ケース４０の内部上方には、加速度センサを構成する振子４１が配設され、中央部には配線板４２が配設され、さらに下部には重り４３がそれぞれ配設されている。
【００３０】
前記振子４１は、ＳＵＳ等の薄い金属板によって形成されることにより細長いアーム部４１Ａと、このアーム部４１Ａの回動端側に設けられた接触子取付部４１Ｂとからなり、アーム部４１Ａの基端部に筒状の軸受部材４４が取付けられている。この軸受部材４４は、前記第１のケース４０Ａの内側面に突設した水平な軸４７によって上下方向に回動自在に軸支されている。
【００３１】
前記振子４１の接触子取付部４１Ｂには、振子錘４９が固定されている。振子錘４９は、真鍮等の非磁性材によって形成され、下面側に導電ゴムからなる接触子４８が一体的に設けられている。さらに、接触子取付部４１Ｂの上端にはばね係止部５２が設けられており、これによって線ばね５１の上端を係止している。線ばね５１は、ばね用鋼材等からなり、下端側が前記第２ケース４０Ｂに設けたばね係止部５３によって係止されることにより、振子４１を重力に抗して上方に付勢している。
【００３２】
前記第２ケース４０Ｂは、上下方向に長いガイド孔５４を有し、このガイド孔５４に前記接触子取付部４１Ｂに突設したピン５５が摺動自在に挿入されている。このような振子４１は、前記第１ケース４０Ａの上端に設けたストッパ５６に前記線ばね５１によって通常圧接されることにより、図６（ａ）、（ｂ）に示すように前記重り４３が鉛直下方、つまり真下に位置した状態において上方に所定角度傾斜した状態に保持される。
【００３３】
図８において、前記配線板４２の上面で前記振子４１が下方に回動したとき前記接触子４８が接触する部位には、接点部９０が形成されている。この接点部９０は、互いに離間した２つの接片、すなわちプラス側接片９１とマイナス側接片９２とからなり、これらの接片９１，９２が前記接触子４８の接触によって互いに導通し、その導通回数を上記した演算処理回路によって演算処理し、振子４１の振動回数として計測する。そして、その振動回数を前記ＬＣＤ１６に表示する。
【００３４】
前記プラス側接片９１とマイナス側接片９２は、銅箔等によって形成され、表面が金めっきされている。また、プラス側接片９１とマイナス側接片９２は、それぞれ櫛歯状に形成されることにより、同一ピッチからなる細長い接点片９１ａ〜９１ｃ、９２ａ〜９２ｄをそれぞれ有し、電気回路部に接続されている。また、プラス側接片９１の接点片９１ａ〜９１ｃと、マイナス側接片９２の接点片９２ａ〜９２ｄは、半ピッチずれて互いに噛み合うように形成されている。接点片９１ａ〜９１ｃ、接点片９２ａ〜９２ｄの幅および隣り合う接点片どうしの間隔は、０．２ｍｍ程度である。接点片９１ａ〜９１ｃと接点片９２ａ〜９２ｄの長手方向において噛み合う部分の長さＸは、２ｍｍ程度である。このようなプラス側接片９１とマイナス側接片９２は、周知の印刷配線技術によって形成されている。
【００３５】
前記接触子４８は、振子４１が下方へ振動した時プラス側接片９１とマイナス側接片９２の接点片９１ａ〜９１ｃ、接点片９２ａ〜９２ｄのうち、少なくとも一対の接点片、例えば図８においては接点片９１ａと９２ａ、接点片９１ｂと９２ｂの２対に対して接触し、両接片９１，９２を電気的に導通させる。この場合、接触子４８の接触面の長さを長くすると、プラス側接片９１とマイナス側接片９２の接触箇所が増加するため、歩数計測の信頼性を高めることができる。すなわち、接触箇所が多くなると、いずれか１つの接触箇所が金属酸化物や塵埃等の付着によって接触不良を起こしても、全ての接触箇所が接触不良を起こすまでは計測可能であるため、計測の信頼性は向上する。
【００３６】
再び図１および図６において、前記重り４３は、三日月形に形成されたダイキャスト製の鉛からなり、第１、第２ケース４０Ａ，４０Ｂの下部間に挾持、接着剤等によって固定されている。重り４３の重心は、回転体１４の回転中心を通る垂直線上に位置している。
【００３７】
前記重り４３と前記内ケース１３との間には、前記回転体１４の回動を一定角度内に制限し回転体１４に衝撃を付与する衝撃付与手段１００が設けられている。この衝撃付与手段１００は、前記内ケース１３の内部に突設したピン（突起部）１０１と、前記重り４３の中央に設けた凹部（回動規制部）１０２とで構成されている。ピン１０１は、直径が例えば１．５ｍｍφ程度で、図１に示すようにアナログ式時計における文字板の２時と３時の間に位置するように、望ましくは時計の２時２０分の位置付近、言い換えれば３時の位置から２時方向にθ＝２０°程度回転した位置に設けられ、前記凹部１０２に後方（または前方）から挿入されている。前記凹部１０２は、重り４３の下面および表裏面に開放するように形成された、溝幅が４．５ｍｍ程度の逆Ｕ字状溝で構成されている。したがって、回転体１４は、凹部１０２の溝幅の範囲内において回動が許容されている。
【００３８】
ここで、本実施の形態においては、衝撃付与手段１００の突起部を内ケース１３に突設したピン１０１で構成し、回動規制部を重り４３に設けた凹部１０２で構成した例を示したが、本発明はこれに何等限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。例えば、回動規制部を凹部１０２の代わりに貫通孔または不貫通孔で構成してもよい。また、図９に示すように重り４３の周面に２つの突起１０５を周方向に離間させて突設して回動規制部とし、これらの突起１０５間にピン１０１を挿入してもよい。また、ピン１０１を重り４３側に設け、凹部１０２を内ケース１３側に設けてもよい。さらに、重り４３に限らず回転体１４を構成する回転ケース４０にピン１０１または凹部１０２を設けることも可能である。
【００３９】
このような構造からなる歩数計１は、腕時計と同様にバンド７によって使用者の腕（通常左腕）に装着されて使用される。腕を真下に下げた状態においては、時計の表示板の３時の位置が重力方向を指向しているため、回転体１４は真下より２時側に角度θだけ傾き、ピン１０１と凹部１０２の右内側面とが当接することにより初期位置に停止している。このとき、振子４１は重り４３よりも上方に位置し、線ばね５１により重力に抗して上方に押し上げられストッパ５６に圧接されることにより、歩数計測可能な状態に保持されている。
【００４０】
この状態において、使用者が腕の付け根を支点として両腕を前後に一定角度（例えば、４５°）振って歩行すると、内ケース１３（ピン１０１）が腕と一体に運動し、これに伴いと回転体１４も回動する。すなわち、腕を鉛直下方となっている３時の位置を基点として前方（図１においてプラス方向）に振って円運動させると、内ケース１３の１２時の位置が鉛直下方に移動するように３時の位置が徐々に上昇しながら回動するため、ピン１０１も内ケース１３と一体に回動する。腕を振ると回転体１４も回動するが、重りの慣性質量が大きいため、内ケース１３より遅れて回動し、ピン１０１が凹部１０２の右側面から離れて左内側面に当たることにより、ピン１０１によって回動される。腕を前方へ最大角度、例えば９０°振り上げると、１２時の位置が鉛直下方になり、内ケース１３およびピン１０１が停止するが、回転体１４は慣性によってなおも回動しようとするため、凹部１０２の右内側面がピン１０１に当たり、それ以上の回動を規制される。凹部１０２の右内側面がピン１０１に当たると、回転体１４に衝撃が発生し、この衝撃により振子４１を動作させる。また、靴が地面に接地すると、その衝撃が体を介して腕に伝達されるとため、振子４１はこのときの衝撃加速度によっても動作する。つまり、振子４１は、地面に靴が接地したときの衝撃加速度と、腕の振りによって発生する衝撃加速度によって動作するが、腕と足が略同期して運動するため、足の接地による衝撃加速度が体を介して腕に伝わり振子４１に加わる時と、腕の振りによる衝撃加速度が振子４１に加わる時が略同じタイミングとなる。また、タイミングが少しずれていても、振子４１と重り４３がもつ慣性質量により、振子４１はタイミングの早い衝撃加速度によって接点部９０に接触しても直ぐには離れず、遅いタイミングの衝撃加速度に追従することがない。つまり、振子４１は１歩進む毎に１回動作して接点部９０に接触し、プラス側接片９１とマイナス側接片９２を電気的に導通させる。これらの接片９１，９２が接触子４８を介して電気的に導通すると、パルス状の信号が演算処理回路に入力され、その信号を振子４１の振動回数「１」として計測し、ＬＣＤ１６に表示する。また、衝撃加速度によって振子４１が２回動作する、例えば、腕を最大角度振ったとき、凹部１０２の右内側面がピン１０１に当たり、その反動により回転体１４が反対方向に回動して左内側面がピン１０１に当たると、その衝撃により振子４１が続けて２回動作して接点部９０に２回接触するが、その場合接点部９０に接触する間隔が一定時間以内であれば、演算処理回路が１回としてカウントする。
【００４１】
さらに一歩前進して最初の一歩で前方に振った腕を後方（マイナス側）に戻すと、内ケース１３と回転体１４は上記したと同じ円運動をする（ただし、回転方向は反対となる。したがって、腕を後方に最大角度振ると、凹部１０２の左側面がピン１０１に当たり、その衝撃によって振子４１が動作して接点部９０と接触する。また、振子４１は地面に靴が接地したときの衝撃加速度によっても動作する。つまり、連続歩行はこのような動作の繰り返しとなるが、手を後に振った時も前に振ったときと同様に、足の接地による衝撃による加速度が体を介して腕に伝わり振子４１に加わる時と、腕の振りによる加速度が振子４１に加わる時が略同じタイミングになるため、振子４１はその都度１回動作して接点部９０に接触し、その信号を演算処理回路が振子４１の振動回数として計測し、ＬＣＤ１６に表示する。したがって、誤動作することが少なく歩数を正確に計測することができる。
【００４２】
腕を振らないで歩行するときは、回転体１４とピン１０１の回動は生じず、回転体１４を初期位置に停止したままの状態に保持する。このときは、地面に靴が接地したときまたは蹴ったときの衝撃加速度のみが体を介して腕に伝えられ、振子４１を振動させる。したがって、このときも歩数を正確に計測することができる。
【００４３】
ジョギング時に肘を略９０°折り曲げると、腕は「肘鉄」スタイルの形となる。この状態においては、時計の文字板の１２時の位置が重力方向を指向しているため、回転体１４は１２時の位置から２時側に角度７０°程度（９０ーθ）傾き、ピン１０１と凹部１０２の左内側面とが当接することにより初期位置に停止している。このとき、振子４１は下方に傾いているが重り４３よりも上方に位置し、線ばね５１により重力に抗して上方に押し上げられストッパ５６に圧接されることにより、歩数計測可能な状態に保持されている。
【００４４】
この状態で腕を前後に略水平に振ってジョギングを行うと、回転体１４とピン１０１は前方へ移動する。腕を前方へ最大ストローク移動させると、ピン１０１はその位置で停止するが、回転体１４は慣性によりなおも前進しようとするため一定角度回動して凹部１０２の右内側面がピン１０１に当たり、それ以上の回動を規制される。ピン１０１と凹部１０２が当たると回転体１４に衝撃が発生し、その衝撃加速度により振子４１を動作させる。また、振子４１は地面に靴が接地したときの衝撃加速度によっても動作する。したがって、振子４１はジョギング時においても上記した連続歩行と同様に、腕の振りによる衝撃加速度と、地面に靴が接地したときの衝撃加速度によって動作するが、足の接地による衝撃による加速度が振子４１に加わる時と、腕の振りによる衝撃加速度が振子４１に加わる時が略同じタイミングとなり、また振子４１と重り４３がもつ慣性質量により振子４１が接点部９０に接触しても直ぐには離れないため、若干タイミングがずれたとしても振子４１は一歩進む毎に１回動作して接点部９０に接触する。そして、振子４１の接触による接点部９０からの信号を演算処理回路が振子４１の振動回数として計測し、ＬＣＤ１６に表示する。したがって、ジョギング時においても誤動作することが少なく歩数を正確に計測することができる。
【００４５】
歩数計１を右腕に装着して使用するときは、腕を下げると時計の文字板の９時の位置が重力方向を指向し、３時の位置が上方を指向し、重り４１が回転体１４の中心を通る水平線より上方に位置し、振子４１が上下反転するため、歩行時の歩数計測が困難になる。ジョギング時の歩数計測も同様な理由から困難になる。このような場合は、予め内ケース１３をケース２に対して回転可能に組み込んでおき、１８０°回転させて使用すればよい。
【００４６】
【実施例】
ピン１０１の外径を１．５ｍｍφ、凹部１０２の溝幅を４．５ｍｍ、ピン１０１を時計の文字板の２時２０分（時針）の位置に設けた歩数計を製作し、腕に装着して歩数を測定した結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】

【００４８】
この表１から明らかなように、本発明による歩数計は計測誤差が極めて小さく、スラックスやベルトに装着される従来の歩数計（測定誤差：±５％程度）に比べて優れていることが実証された。
【００４９】
なお、上記した実施の形態は、接点部９０を櫛歯状に形成したプラス側接片９１とマイナス側接片９２とで構成した例を示したが、これに限らず直線状の接片であってもよい。さらに、圧電素子を接点部として用い、接触子４８がこれを叩いたときに圧電素子自らが発生するパルス状の電圧に基づいて振子４１の振動回数を計数するようにしてもよい。その場合は、電力消費が軽減され、リチウム電池１８を長く使用することができる利点がある。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る歩数計によれば、回転自在な回転体の回動を衝撃付与手段によって一定角度範囲内に規制するとともに、衝撃付与手段を時計の文字板における２時と３時の間（時針）に設けたので、腕に装着した状態で歩行したり、ジョギングしたときの歩数を正確に計測することができ、ベルト等に装着して使用する場合に比べて時刻、歩数の確認が容易で、紛失したりすることが少なく、利便性に優れた腕時計式の歩数計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歩数計の一実施の形態を示す正面図である。
【図２】図１のII−II線拡大断面図である。
【図３】図１のIII −III 線拡大断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は回転体の正面図、背面図および側面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は振子の正面図および底面図である。
【図８】接点部の平面図である。
【図９】衝撃付与機構の他の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１…歩数計、２…ケース、１４…回転体、１６…液晶表示装置、４０…内ケース（基板）、４１…振子、４３…重り、４８…接触子、８１…マグネット、８３ａ〜８３ｄ…リードスイッチ、９０…接点部、９１…プラス側接片、９２…マイナス側接片、１００…衝撃付与手段、１０１…ピン（突起部）、１０２…凹部（回動規制部）。

Claims

揺動自在な振子、この振子を復帰方向に付勢するばね、前記振子の振動を検出する接点部、この接点部側に位置する重りとを有し、基板に回転自在に配設された回転体と、
前記接点部からの信号により少なくとも前記振子の振動回数を演算処理する演算処理回路を有する配線板と、
前記回転体および配線板を収納する腕時計式バンド付きケースと、
前記演算処理回路によって演算した少なくとも振動回数と時刻を表示する表示手段とを備え、
前記回転体と前記基板との間に前記回転体の回動を制限しかつ回転体に衝撃を付与する衝撃付与手段を設けたことを特徴とする歩数計。
請求項１記載の歩数計において、
衝撃付与手段を、時計における文字板の２時から３時の間に設けたことを特徴とする歩数計。
請求項１または２記載の歩数計において、
衝撃付与手段を、基板と回転体のいずれか一方に設けた突起部と、他方に設けた回動規制部とで構成し、突起部と回動規制部が当たることにより回転体の回動を一定角度範囲内に規制することを特徴とする歩数計。
請求項３記載の歩数計において、
衝撃付与手段の突起部を、時計における文字板の２時２０分（時針）近傍に設けたことを特徴とする歩数計。
請求項３または４記載の歩数計において、
衝撃付与手段の突起部を、基板に突設したピンで構成し、回動規制部を重りに設けた孔または凹部で構成したことを特徴とする歩数計。