JP5441598B2

JP5441598B2 - 杖

Info

Publication number: JP5441598B2
Application number: JP2009230659A
Authority: JP
Inventors: 慎司飯島; 貴光合田; 郁美岡崎
Original assignee: 日昭ハイテック株式会社
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-10-02
Also published as: JP2011078445A

Description

本発明は、高齢者や身障者などが歩行の際に使用する杖に関し、歩数計測や足元の照明等、多種類の機能を付加して杖の利便性を高めたものである。

従来から、杖に対して、種々の機能を付加することが行われている。
例えば、下記特許文献１には、足元を照らす照明光源や、危険・事故等に遭遇したときにスイッチを操作すると警報音が鳴り出す警報器を備えた杖が記載されている。
また、下記特許文献２には、杖の地面に接する先端に歩数計を組み付け、杖の握りの部分にユーザの動悸値を測定する動悸センサーを組み付け、歩数計及び動悸センサーの計測値や、それらに基づいて算出したカロリー消耗量を表示する表示装置を棒部分に取り付けた杖が記載されている。また、この表示装置にはブザーが内蔵されており、緊急ボタンを押すと、ブザーから警報音が発声される。

特開平８−８４６１３号公報実用新案登録第３１２４６８１号公報

しかし、特許文献１及び２に記載された杖は、使用者が危険や事故に遭遇したとき、スイッチを操作しないと警報音が発声しないため、例えば、杖の使用者が小さな障害物や段差に躓いて倒れ、その拍子に杖を手から離してしまうと、スイッチが操作できず、警報を発することができない、という問題がある。杖の使用者が自転車や自動車に接触したり、他人に押されたりして転倒した場合でも同様である。
こうした状況では、緊急事態の発生を逸早く周囲の人達に知らせて注意を惹き、助力を得ることが重要であるが、杖を手放すと、それができない。

また、杖に多くの機能を付加する場合、装着部品のために杖が重くなり、杖の使い勝手を損なう虞がある。そのため、同一部品を複数の機能で共通に使用し、部品点数の増加を極力抑える必要がある。
また、それらの機能は、杖に装着した電池を電源に実行されるため、電池の消費抑制が重要な課題である。

本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、一つの部品である傾斜センサーを用いて、歩数計機能、緊急警報機能、消費電力抑制機能などの複数の機能を実行する杖を提供することを目的としている。

本発明は、握り部と棒状部とを有する杖であって、握り部の内部に装着された、少なくとも２軸の動的加速度を検出する傾斜センサーと、この傾斜センサーの検出信号に基づいて各部の制御を行う制御部と、制御部の制御に基づいて歩数を表示する表示部と、制御部の制御に基づいて警報音を発するブザーと、傾斜センサー、制御部、表示部及びブザーの電源となる電池とを備え、制御部は、傾斜センサーの検出信号から握り部の傾斜回数をカウントして、カウント値を表示部に歩数として表示し、傾斜センサーの検出信号から杖が倒れたことを検出すると、ブザーから警報音を発声させ、傾斜センサーの検出信号から、杖の動きが所定時間以上停止していることを検出すると、制御部への電源供給を停止させ、また、傾斜センサーから杖の動きの再開を示す検出信号が入力すると、制御部への電源供給を再開することを特徴とする。
この杖は、傾斜センサーの検出結果を、歩数計測機能、緊急警報機能及び消費電力抑制機能のそれぞれで使用している。

また、本発明の杖は、さらに、握り部に照明用の発光体を設け、制御部が、傾斜センサーの検出信号から杖が倒れたことを検出したとき、発光体を点滅表示させるようにしても良い。
こうすることで、通常は照明用として使用する発光体を、緊急時には、緊急状態を知らせる手段として利用することができる。

また、本発明の杖は、さらに、明るさを感知する照度センサーを設け、制御部は、照度センサーが明るさを感知しているとき、発光体による照明を停止させるようにしても良い。
こうすることで、発光体による消費電力を減らすことができる。

本発明の杖は、歩数を表示する歩数計機能と、杖が倒れたときに自動的に警報を発する緊急警報機能と、電池の消費を抑える消費電力抑制機能とを具備しており、これらの各機能を、傾斜センサーを使って実現している。
このように、傾斜センサーを各機能で共用化しているため、部品点数の増加を抑えることができ、杖の重量の大幅な増加や握り部の極端な肥大化を伴わずに、杖の多機能化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る杖の全体図図１の杖の握り部を示す分解斜視図図２の握り部の基板を示す図図２の握り部の断面図握り部と棒状部との結合形態を示す図図２の握り部の握り部カバーを示す平面図図１の杖の電池収納部を示す分解斜視図図７の電池収納部の断面図図１の杖の調整部を示す分解斜視図図９の調整部の断面図本発明の実施形態に係る杖の回路図本発明の実施形態に係る杖の動作を示すフロー図（その１）本発明の実施形態に係る杖の動作を示すフロー図（その２）本発明の実施形態に係る杖の動作を示すフロー図（その３）本発明の実施形態に係る杖の動作を示すフロー図（その４）本発明の実施形態に係る杖の動作を示すフロー図（その５）本発明の実施形態に係る杖の動作を示すフロー図（その６）

本発明の杖の実施形態を図１に示している。この杖は、通常の杖と同様に、握り部１０と棒状部３０とを有している。棒状部３０は、使用者の身長等に合わせて杖の長さを調整するための調整部３１と、電池２０２を収容する電池収容部３３とを備えている。
握り部１０は、図２の分解斜視図に示すように、棒状部３０に結合される握り部ケース１２と、握り部ケース１２に収容される基板１３と、握り部ケース１２を覆う握り部カバー１１とに大別できる。

基板１３に装着された部品を図３に示している。図３（ａ）は、基板１３の下面（握り部ケース１２の側）を示し、図３（ｃ）は、基板１３の上面（握り部カバー１１の側）を示し、また、図３（ｂ）は基板１３の側面を示している。基板１３の下面には、照明用の発光体（ＬＥＤ）１０１と、警報を発声するブザー１０２と、制御部であるＣＰＵ１０３とが装着され、基板１３の上面には、液晶表示装置（ＬＣＤ）１０４と、明るさを検知する照度センサー１０５と、二つのプッシュスイッチ１０６、１０７と、２軸の傾斜センサー１０８とが装着されている。
ＬＥＤ１０１は、杖の斜め下方を照明する向きに取り付けられている。
傾斜センサー１０８は、少なくともｘ軸及びｙ軸方向の動き、衝撃あるいは振動等の動的加速度を計測し、設定された時間間隔で検出データを出力する。ここでは、傾斜センサー１０８として、ＡＮＡＬＯＧＤＥＶＩＣＥＳ社製のＡＤＸＬ３３５を使用している。
また、基板１３には、取付用の複数の孔１０９、１１０、１１１が設けられている。

握り部ケース１２は、図２、図４に示すように、基板１３の支承部材や補強部材を内蔵し、また、ＬＥＤ１０１が挿入される孔１１２や、ブザー１０２の放音孔１２２、握り部カバー１１と結合するための小ネジ１１３、１１４、１１５が挿入される孔１１６、１１７、１１８を有している。さらに、小ネジ１１５や小ネジ１１４が挿入されて握り部カバー１１に固定された後の孔１１７、１１８を塞ぐ目隠しキャップ１１９、１２０を具備し、また、小ネジ１１３が握り部カバー１１に固定された後の孔１１６とＬＥＤ挿入孔１１２とを塞ぐ目隠しキャップ１２１を具備している。
また、握り部ケース１２は、棒状部３０と結合するための筒状部１２３を有しており、図４、図５に示すように、この筒状部１２３の先端側の細径部１２４を棒状部３０のパイプ２０１に挿入し、パイプ２０１の端部と筒状部１２３とを補強リング１２５で締め付けて、握り部ケース１２と棒状部３０とが結合される。

握り部カバー１１は、図２、図６（平面図）に示すように、表側に、後述するパネルシート１２７が嵌る凹部１３６を有し、この凹部１３６内のＬＣＤ１０４の位置に角形孔１３３が設けられ、プッシュスイッチ１０６、１０７の位置に二つの孔１３４、１３５が設けられ、また、照度センサー１０５の位置に小孔１３２が設けられている。
パネルシート１２７は、ＬＣＤ１０４の位置に、液晶保護パネル１２６を固定するための角型窓１２８を有している。また、プッシュスイッチ１０６に対応する箇所のパネルシート部分１３０には、歩数計を表す靴のマークが表示され、プッシュスイッチ１０７に対応する箇所のパネルシート部分１３１には、照明を表す電球のマークが表示されている。これらのパネルシート部分１３０、１３１は、弾性を有し、パネルシート１２７の上からプッシュスイッチ１０６、１０７を押すことができる。また、照度センサー１０５に対応する箇所のパネルシート部分１２９は、外部の明るさが照度センサー１０５に達するように透明部材で成形されている。
パネルシート１２７の角型窓１２８に液晶保護パネル１２６を嵌め、このパネルシート１２７を握り部カバー１１の凹部１３６に嵌合すれば、握り部カバー１１の角形孔１３３や孔１３４、１３５、小孔１３２が全て塞がれる。

また、握り部カバー１１は、図４から分かるように、内側に、小ネジ１１３、１１４、１１５が螺合される孔１３７、１３８、１３９や、基板１３を直接固定するための小ネジ１４１が螺合される孔１４０を有している。
そのため、パネルシート１２７を取り付けた握り部カバー１１に、各種部品が装着された基板１３を小ネジ１４１で固定し、この握り部カバー１１と握り部ケース１２とを嵌め合わせて、小ネジ１１３、１１４、１１５で固定し、最後に孔１１２、１１６、１１７、１１８を目隠しキャップ１１９、１２０、１２１で塞げば、握り部１０が完成する。

棒状部３０の電池収容部３３は、図７、図８に示すように、一方のパイプ２０１の内部で電池２０２を保持する電池ケース２０３と、導電バネ２０５を介して電池２０２のマイナス側に接続するマイナス端子２０４と、電池２０２のプラス側に接続するプラス端子２０６と、プラス端子２０６に接触してプラス電位をマイナス端子２０４の側に導く導電板２０７と、他方のパイプ２０８の端部に固定されるキャップ２０９と、パイプ２０１とキャップ２０９とを結合するパイプリング２１０とを有している。
電池ケース２０３は、半円筒形の二つの部材で構成され、それらを組み合わせると円筒状になる。マイナス端子２０４は、電池ケース２０３の端部の溝に嵌って位置決めされ、導電板２０７は、電池ケース２０３の側面の溝に嵌って位置決めされている。電池２０２を抱持する電池ケース２０３と導電板２０７とはパイプ２０１の側に収容される。
一方、プラス端子２０６は、小ネジ２１１でキャップ２０９に固定され、キャップ２０９は、他方のパイプ２０８に固定されている。パイプリング２１０は、パイプ２０１の側に固定され、キャップ２０９とは螺子で螺合している。そのため、パイプリング２１０とキャップ２０９との螺合を解除すれば、パイプ２０８及びキャップ２０９をパイプ２０１から分離することができ、こうして、電池２０２を交換することができる。

棒状部３０の調整部３１は、図９、図１０に示すように、パイプ２１２の端部に嵌合されるキャップ２１４と、パイプ２０８の端部に嵌合されるリング２１３と、楔状の厚みを有し、リングの一部が切り離されているスライドリング２１５と、リング２１３に螺合される調整リング２１６とを有している。リング２１３は、リング２１３の孔にパイプ２１２を挿通し、そのパイプ２１２の端部にキャップ２１４を嵌合し、この状態でパイプ２０８の端部に嵌合される。そして、リング２１３の端部にスライドリング２１５を配置し、スライドリング２１５を覆う調整リング２１６をリング２１３に螺子込めば図１０の状態になる。
設定されている杖の長さを変更する場合は、先ず、調整リング２１６とリング２１３との螺合を解除し、調整リング２１６とスライドリング２１５とを図の下方に一次退避させる。このとき、パイプ２１２は、調整リング２１６及びスライドリング２１５による締め付けから解放され、リング２１３内での移動が可能になる。
パイプ２１２とパイプ２０８との相対位置を所望位置に設定した後、スライドリング２１５をリング２１３の端面に当接する位置まで移動し、次いで、調整リング２１６をリング２１３に螺合する。この螺合により調整リング２１６が上方に移動すると、リング２１３の端面に当接するスライドリング２１５は、上方に移動できないため、径を縮小してパイプ２１２を締め付ける。このとき、パイプ２１２は、キャップ２１４が挿入されているので、径を縮小できない。それ故、スライドリング２１５の締め付けで、スライドリング２１５に対するパイプ２１２の移動が不可能になり、パイプ２１２とパイプ２０８との相対位置が固定される。

次に、この杖の回路構成及び動作について説明する。
図１１は、この杖の回路構成を概略的に示している。この回路は、電源である電池２０２と、２軸以上の動的加速度を検出する傾斜センサー１０８と、この傾斜センサーの検出信号に基づいて各部を制御するＣＰＵ（制御部）１０３と、ＣＰＵ１０３で算出された歩数データを表示するＬＣＤ１０４と、警報音を発するブザー１０２と、ＣＰＵ１０３の制御に基づいてブザー１０２の鳴動をオン・オフするスイッチ３０４と、明るさを検出する照度センサー１０５と、照度センサー１０５への通電をＣＰＵ１０３の制御に基づいてオン・オフするスイッチ３０３と、照明用のＬＥＤ１０１と、ＣＰＵ１０３の制御に基づいてＬＥＤ１０１の発光をオン・オフするスイッチ３０５と、歩数の計測を求める使用者が操作する歩数計用プッシュスイッチ１０６と、照明の点灯を求める使用者が操作する照明用プッシュスイッチ１０７と、ＣＰＵ１０３の制御に基づいてＣＰＵ１０３自身への電源供給をオン・オフするスイッチ３０６とで構成されている。
傾斜センサー１０８は、ｘ軸及びｙ軸方向の動的加速度を検出し、設定された時間間隔で検出データをＣＰＵ１０３に出力する。ＣＰＵ１０３は、この検出データから杖の握り部１０の傾きを算出する。

図１２〜図１７は、この杖の動作を示すフロー図である。
図１２に示すように、使用者が歩数計用プッシュスイッチ１０６を押すと（ステップ１）、ＣＰＵ１０３は、記憶している歩数計カウント値をリセットし（ステップ２）、傾斜センサー１０８の加速度データから杖の握り部１０の傾きを算出する（ステップ３）。握り部１０の傾きが、倒れた杖の状態を示しているか否かを識別し（ステップ４）、倒れた杖の状態を示しているときは、図１３のＡに移行する。また、杖の傾きに変化があるか否かを識別し（ステップ５）、杖に動きが無いときは、図１４のＢに移行する。
握り部１０の傾きに、歩行に伴う周期的な変化があるときは、１周期分の変化があったか否かを識別し（ステップ６）、１周期分の変化があったときは、歩数計カウント値を２値アップし、その値をＬＣＤ１０４に表示する（ステップ７）。

握り部１０の傾きが、倒れた杖の状態を示しているときは、図１３に示すように、ＣＰＵ１０３は、スイッチ３０４をオンしてブザー１０２から警報音を鳴動させ（ステップ１０）、スイッチ３０５を断続的にオンして、ＬＥＤ１０１を点滅発光させる（ステップ１１）。これらの緊急警報表示を、歩数計用プッシュスイッチ１０６または照明用プッシュスイッチ１０７のいずれかが押されるまで継続する（ステップ１２、１３）。
また、杖に動きが無いときは、図１４に示すように、ＣＰＵ１０３は、杖の動きが無い時間を計測し（ステップ２０）、予め定めた所定時間を経過しても杖に動きが無いときは（ステップ２１でＹｅｓ）、スイッチ３０６をオフするように制御して、ＣＰＵ１０３への電源供給を停止し（ステップ２４）、図１７のＣに移行する。また、その間に杖の動きが現われたときは（ステップ２２でＮｏ）、図１２のステップ３に移行する。

また、図１５に示すように、使用者が照明用プッシュスイッチ１０７を押すと（ステップ３０）、ＣＰＵ１０３は、スイッチ３０３をオンして照度センサー１０５を起動し、照度センサー１０５の検出信号を受信する（ステップ３１）。照度センサー１０５の検出信号が、予め定めた明るさより暗い状態を示しているときは（ステップ３２でＮｏ）、スイッチ３０５を連続的にオンしてＬＥＤ１０１を連続発光させる（ステップ３３）。また、照度センサー１０５の検出信号が、予め定めた明るさを上回る照度を示しているときは（ステップ３２でＹｅｓ）、ＬＥＤ１０１の発光を行わない（ステップ３５）。
また、ＣＰＵ１０３は、傾斜センサー１０８の検出データに基づいて、杖の動きを常時監視し（ステップ３４）、杖に動きが無いときは、図１６のＤに移行する。また、照度センサー１０５の検出信号に基づいて、周囲の明るさを常時監視し（ステップ３２）、明るい場所に出たときは、ＬＥＤ１０１の発光を停止する（ステップ３５）。

また、杖に動きが無いときは、図１６に示すように、ＣＰＵ１０３は、杖の動きが無い時間を計測し（ステップ４０）、予め定めた所定時間を経過しても杖に動きが無いときは（ステップ４１でＹｅｓ）、スイッチ３０５を制御してＬＥＤ１０１の発光を停止し（ステップ４４）、次いで、スイッチ３０６をオフして、ＣＰＵ１０３への電源供給を停止し（ステップ４５）、図１７のＣに移行する。また、その間に杖の動きが現われたときは（ステップ４２でＮｏ）、図１５のステップ３２に移行する。

ＣＰＵ１０３への電源供給を停止した後は、図１７に示すように、使用者が歩数計用プッシュスイッチ１０６を押したり（ステップ５０でＹｅｓ）、照明用プッシュスイッチ１０７を押したり（ステップ５１でＹｅｓ）、あるいは、傾斜センサー１０８から杖の動きを示す検出信号が入力した（ステップ５２でＹｅｓ）ときに、スイッチ３０６をオンにしてＣＰＵ１０３への電源供給を再開する（ステップ５４）。そうでなければ、ＣＰＵ１０３への電源供給停止を継続する（ステップ５３）。

このように、この杖は、傾斜センサー１０８を、歩数計機能、緊急警報機能及び消費電力抑制機能に使用し、また、ＬＥＤ１０１を照明機能及び緊急警報機能に用いている。このように、各機能で部品を共用化することにより、部品点数の増加を抑えて杖の多機能化を図ることができる。
また、この杖は、倒れたときに自動的に警報音や点滅光を発する。そのため、周囲の人が直ぐに異常に気付いて手助けすることができる。また、使用者が、手許を離れた杖の在りかを容易に知ることができる。

本発明の杖は、使用者の安全を守る機能や、使用者に便利な機能を多数備えており、高齢者や身障者を始めとして、多くの人達が利用できる。

１０握り部
１１握り部カバー
１２握り部ケース
１３基板
３０棒状部
３１調整部
３３電池収容部
１０１ＬＥＤ
１０２ブザー
１０３ＣＰＵ
１０４ＬＣＤ
１０５照度センサー
１０６歩数計用プッシュスイッチ
１０７照明用プッシュスイッチ
１０８傾斜センサー
１０９、１１０、１１１取付け孔
１１２ＬＥＤ挿入孔
１１３、１１４、１１５小ネジ
１１６、１１７、１１８小ネジ挿入孔
１１９、１２０、１２１目隠しキャップ
１２２放音孔
１２３筒状部
１２４細径部
１２５補強リング
１２６液晶保護パネル
１２７パネルシート
１２８角型窓
１３０歩数計マーク
１３１照明マーク
１３２小孔
１３３角形孔
１３４、１３５孔
１３６凹部
１３７、１３８、１３９、１４０孔
１４１小ネジ
２０１パイプ
２０３電池ケース
２０４マイナス端子
２０５導電バネ
２０６プラス端子
２０７導電板
２０８パイプ
２０９キャップ
２１０パイプリング
２１３リング
２１４キャップ
２１５スライドリング
２１６調整リング
３０３スイッチ
３０４スイッチ
３０５スイッチ
３０６スイッチ

Claims

握り部と棒状部とを有する杖であって、
前記握り部の内部に装着された、少なくとも２軸の動的加速度を検出する傾斜センサーと、
前記傾斜センサーの検出信号に基づいて各部の制御を行う制御部と、
前記制御部の制御に基づいて歩数を表示する表示部と、
前記制御部の制御に基づいて警報音を発するブザーと、
前記傾斜センサー、制御部、表示部及びブザーの電源となる電池と
を備え、
前記制御部は、前記傾斜センサーの検出信号から前記握り部の傾斜回数をカウントして、カウント値を前記表示部に歩数として表示し、前記傾斜センサーの検出信号から杖が倒れたことを検出すると、前記ブザーから警報音を発声させ、前記傾斜センサーの検出信号から、杖の動きが所定時間以上停止していることを検出すると、前記制御部への電源供給を停止させ、前記傾斜センサーから杖の動きの再開を示す検出信号が入力すると、制御部への電源供給を再開することを特徴とする杖。
請求項１に記載の杖であって、さらに、前記握り部に装着された照明用の発光体を具備し、前記制御部は、前記傾斜センサーの検出信号から杖が倒れたことを検出したとき、前記発光体を点滅表示させることを特徴とする杖。
請求項２に記載の杖であって、さらに、明るさを感知する照度センサーを具備し、前記制御部は、前記照度センサーが明るさを感知しているとき、前記発光体による照明を停止させることを特徴とする杖。