JP7746766B2 - センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサ装置に関する。

従来から、トレーニングパンツや腰ベルト等の衣服に取り付けて、運動フォームや運動ペースを測定・分析するセンサ装置が提供されている。例えば、特許文献１に示すセンサ装置は、加速度センサにクリップが設けられ、腰回りのベルトを利用して、背中側に装着することができる。

特開２０２０－９９４１３号公報

センサ装置は、加速度センサ等のセンサ素子を備える筐体部を身体に近付けて装着することで身体の動きをより確実に検出することができる。よって、従来のセンサ装置では、筐体部を身体の皮膚に密着するように装着することがある。そうすると、クリップで挟んだ衣服が運動中に皮膚に対して動くことで筐体部も皮膚に対して動くため、筐体部と皮膚が擦れることとなり、皮膚荒れ等が生じてしまうことがある。

本発明は、適切なセンシングを行えるとともに、皮膚荒れ等を低減することができるセンサ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様のセンサ装置は、センサ装置であって、センサ素子が少なくとも収容され、ユーザの皮膚に接触可能な接触面と、前記接触面とは異なる被連結部とを有する筐体部と、前記筐体部の前記接触面を前記ユーザの皮膚に接触させた状態で前記センサ装置を保持する保持部材に取り付けられる取付部と、前記被連結部と前記取付部とに連結され、前記接触面に略直交する接触方向への前記筐体部と前記取付部との相対移動を阻止し、かつ、前記接触面に略平行な面内方向において前記筐体部と前記取付部とに互いに相対的に移動させるような或る大きさの外力が作用した場合に、前記略面内の方向における前記筐体部と前記取付部との相対移動を或る範囲内で許容する連結機構と、を備える。

本発明によれば、適切なセンシングを行えるとともに、肌荒れ等を低減することができるセンサ装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るセンサ装置を第２クリップ部側から見た斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るセンサ装置をロック部品側の側面から見た斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るセンサ装置をユーザが身に着けた状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るセンサ装置の制御ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るセンサ装置の図２のＩＶ－ＩＶ断面図であり、連結機構に接触面に略平行な面内方向に或る外力が加えられていない状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るセンサ装置の図２のＩＶ－ＩＶ断面図であり、連結機構に接触面に略平行な面内方向に或る外力が加えられて取付部と筐体部が相対移動した状態を示す。 本発明の第１実施形態に係るセンサ装置の連結機構の断面斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るセンサ装置の図２のＩＶ－ＩＶ断面に相当する断面図であり、連結機構に接触面に略平行な面内方向に或る外力が加えられていない状態を示す。 本発明の第２実施形態に係るセンサ装置の図２のＩＶ－ＩＶ断面に相当する断面図であり、連結機構に接触面に略平行な面内方向に或る外力が加えられて取付部と筐体部が相対移動した状態を示す。

（第１実施形態）
図１～図５に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。図１Ａ、図１Ｂに示すセンサ装置１０は、筐体部２０と、取付部３０と、連結機構４０と、を備える。センサ装置１０は、図２に示すようにクリップ状の取付部３０で、ユーザ１００が着ている衣服１２０（図２ではトレーニングパンツ）の縁部１２１（ウエストのゴムの部分、保持部材）を挟み、センサ装置１０の接触面２１（図１Ｂ参照）をユーザ１００の腰の部分の皮膚１１０に接触させた状態で、ユーザ１００の身体に装着することができる。センサ装置１０では、ユーザ１００がランニング等の運動を行うと、運動時のユーザ１００の運動状態を表す後述の指標データが、センサ装置１０が備える後述のモーションセンサ部５１２などを用いて導出され、導出された指標データは外部機器（図示せず）に送信される。なお、以下の説明においては、センサ装置１０をユーザ１００の身体に装着した際の頭部側を上、脚部側を下とする上下方向とし、左手側と右手側を左右方向とする。また、図４に示すように、腹側を前、背中側を後とする前後方向とする。また、以下の説明では、双方向の回転を回動という。

図１Ａ、図１Ｂに示すように、センサ装置１０は、上下方向に長い略長矩形の箱状の形状を有する。取付部３０はクリップ状の形状を有する。取付部３０は、前側（筐体部２０側）に第１クリップ部３１が設けられており、後側に第２クリップ部３２が設けられている。第１クリップ部３１と第２クリップ部３２は、両者共に平面を前後方向に向けて略平板状の形状を有しており、取付部３０の上側に設けられたヒンジ部３５により連結されている。ヒンジ部３５は、回動軸３５ａを有する。回動軸３５ａは、第１クリップ部３１の上側の後面から突出した第１軸受３１ａの軸孔と、第２クリップ部３２の上側の前面から突出した第２軸受３２ａの軸孔に挿通され、第１クリップ部３１と第２クリップ部３２を回動自在に連結している。回動軸３５ａには、左右方向の略中央部にねじりコイルバネ３５ｂ（図４Ａ、図４Ｂ参照）が巻回して設けられている。ねじりコイルバネ３５ｂにより、第１クリップ部３１と第２クリップ部３２は、回動軸３５ａよりも下側の部分が互いに接近する方向に付勢されており、衣服１２０の縁部１２１を挟むことにより、衣服１２０を介してセンサ装置１０をユーザ１００の身体に固定することができる。また、第１クリップ部３１の後面及び第２クリップ部３２の前面には、それぞれ複数の突起３１ｂ，３２ｂが設けられ、衣服１２０を挟んだ際に衣服１２０を突起３１ｂ，３２ｂに食い込ませて挟むことができる。

第２クリップ部３２の上方には、ロック部品３６が設けられている。ロック部品３６は、偏平状の本体部３６ａの前面に、突起部３６ｂが設けられている。また、突起部３６ｂの左右両側にはそれぞれ長孔状の係合孔３６ｃ（図４Ａ、図４Ｂ参照）が設けられている。係合孔３６ｃは、回動軸３５ａが挿通されて係合している。一方、第１クリップ部３１におけるロック部品３６と対向する上側の後面には、押上凸部３１ｃが設けられている。ロック部品３６は、長孔とされる係合孔３６ｃの長尺方向（略上下方向）に移動自在に第２クリップ部３２に設けられる。ユーザ１００の操作によりロック部品３６を下方に移動させてその突起部３６ｂが押上凸部３１ｃと当接して押上凸部３１ｃに乗り上げると、回動軸３５ａよりも上側において、第１クリップ部３１が第２クリップ部３２に接近しようとしても（すなわち、第１クリップ部３１と第２クリップ部３２を開こうとしても）、突起部３６ｂが押上凸部３１ｃと当接しているので、第１クリップ部３１の第２クリップ部３２への接近が規制される。このようにして、第１クリップ部３１に対する第２クリップ部３２の回動軸３５ａ周りの回動がロックされる。ロック解除は、ロック部品３６を上方に移動して、突起部３６ｂが押上凸部３１ｃに乗り上げている状態を解除することで行われる。ロック解除されると、第２クリップ部３２は回動軸３５ａ周りに回動可能となる。

筐体部２０は、上下方向に長く前後方向に厚みを有する略長矩形の箱状の形状を有しており、基板５０（図４Ａ、図４Ｂ参照）や電源である電池（不図示）等を収納するケースとされる。筐体部２０の前面はユーザ１００の皮膚１１０に接触可能な接触面２１であり、筐体部２０の後面は、第１クリップ部３１の前面と若干の隙間を有して対向している。接触面２１は、平面状であるが、曲面状であってもよい。なお、本明細書及び本特許請求の範囲において、「略直交する」とは、９０度で交わることに加え、９０度からある誤差の範囲内で交わることも含む。筐体部２０の上面には、操作部５１８としてのボタンスイッチ２４と、２つのＬＥＤ２５１，２５２が設けられている。ユーザ１００がボタンスイッチ２４を押下する操作により、センサ装置１０に電源を入れる、モーションセンサ部５１２の検出をスタートさせる等の操作を行うことができ、センサ装置１０の動作モード等の状態表示がＬＥＤ２５１，２５２の発光状態により表示される。筐体部２０の下面には、ＵＳＢ端子（不図示）をカバーする蓋部２６が設けられる。

次に、図３に基づいて、センサ装置１０の制御回路を説明する。センサ装置１０の筐体部２０には、基板５０に設けられる第１の処理部５１０及びモーションセンサ部５１２（図４Ａ、図４Ｂも参照）の他、表示部５１６及び操作部５１８や、基板５０や筐体部２０の内部に配置される記憶部５１４、環境情報検出部５２２、通信部５２４が設けられる。モーションセンサ部５１２、記憶部５１４、表示部５１６、操作部５１８、環境情報検出部５２２及び通信部５２４は、それぞれバスＢＳにより、第１の処理部５１０と接続される。また、センサ装置１０の取付部３０には、第２の処理部５２０及びアンテナ５３０が設けられている。本実施形態においては、第２の処理部５２０及びアンテナ５３０は、取付部３０の第２クリップ部３２に設けられている（図４Ａ、図４Ｂ参照）。

アンテナ５３０は、信号線５１（図４Ａ、図４Ｂ参照）、通信部５２４、及びバスＢＳを介して第１の処理部５１０に接続されるとともに、信号線５１を介して第２の処理部５２０に接続されており、外部機器から受信した受信信号を、信号線５１及び通信部５２４を介して第１の処理部５１０に、また、第２の処理部５２０に出力可能である。また、アンテナ５３０は、第１の処理部５１０により制御される通信部５２４により、外部機器に送信信号を出力可能に設けられる。このように、アンテナ５３０は外部機器との間で通信可能である。この外部機器には、スマートフォンなどの端末機器や、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）に係る測位衛星が含まれる。

第１の処理部５１０は、少なくとも１つのプロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）やマイコン等により構成され、記憶部５１４に記憶されるプログラムを読み出し、各種の処理を実行する。記憶部５１４は、例えば、少なくとも１つのメモリとしてのフラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等で構成される。記憶部５１４は、第１の処理部５１０で実行されるシステムプログラムやアプリケーションプログラム、これらのプログラムの実行に必要なデータ等が記憶されている。

モーションセンサ部５１２は、３軸加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ等のセンサ素子を含んでおり、センサ装置１０の動きを、センサ装置１０が装着されたユーザ１００の腰の部分の動きとして検出可能であり、検出された検出信号は第１の処理部５１０に出力される。なお、センサ素子は、ユーザの腰の部分などのユーザのある部位の動きといったユーザの動作情報を検出するセンサ素子はもちろん、ユーザの脈波や、血中酸素濃度、血糖値などの生体情報を検出するセンサ素子でもよく、すなわち、ユーザの情報を検出するセンサ素子であればよい。

表示部５１６は、例えば、筐体部２０に設けられるＬＥＤ２５１，２５２を含む。操作部５１８は、例えばボタンスイッチ２４を含み、ユーザ１００によるボタンスイッチ２４の操作状態を表す操作信号は、第１の処理部５１０に出力される。ＬＥＤ２５１，２５２の発光状態は、ユーザ１００によるボタンスイッチ２４の操作状態を表す操作信号に応じて、第１の処理部５１０により制御される。

第２の処理部５２０は、ＣＰＵや、メモリ、フィルタ、変複調器等を有する大規模集積回路（Large Scale Integration：ＬＳＩ）を含み、信号線５１を介して第１の処理部５１０に接続されている。また、第２の処理部５２０は、上述したアンテナ５３０を介して受信された測位衛星からの受信信号に基づいて、センサ装置１０の位置情報データを導出可能であり、導出された位置情報データは、信号線５１を介して第１の処理部５１０に出力される。環境情報検出部５２２は、例えば、センサ装置１０が位置する場所の気圧を測定する気圧センサを含み、環境情報検出部５２２による検出信号は、第１の処理部５１０に出力される。

通信部５２４は、外部機器（端末機器）との信号の送受信を、アンテナ５３０を介して所定の無線通信方式により行う回路を含んでおり、この回路は、フィルタやアンプ、変復調器を有する。所定の無線通信方式は、例えば、Bluetooth（登録商標）やBluetooth（登録商標）のバージョン４以降に係るBluetooth Low Energy（ＢＬＥ）等である。通信部５２４は、第１の処理部５１０から入力される送信信号に信号処理を施し、増幅し、変調してアンテナ５３０を介して外部機器（端末機器）に送信し、また外部機器からアンテナ５３０を介して受信された受信信号を復調、増幅、信号処理を施して、第１の処理部５１０に出力する。

第１の処理部５１０は、モーションセンサ部５１２による検出信号や、第２の処理部５２０による位置情報データ、環境情報検出部５２２による検出信号に基づいて各種の処理を実行することにより、ユーザ１００の運動状態を表す指標データ、例えば、ユーザ１００の走行又は歩行中の速度や、ピッチ、ストライド、腰の上下動などを導出し、導出した指標データを送信信号とし、通信部５２４を介して外部機器（端末機器）に送信する。外部機器では、送信された指標データに基づいて、ユーザ１００の運動解析等が行われる。

また、図４Ａ、図４Ｂに示すように、筐体部２０の被連結部２７と取付部３０の第１クリップ部３１とは、連結機構４０により互いに連結されている。被連結部２７は、接触面２１とは異なる面である筐体部２０の上端部の後面側の部分に設けられており、連結機構４０を部分的に収容する収容部２７ａを有している。収容部２７ａは、後方に開口した凹状の形状を有しており、収容部２７ａの前端の底部を画成する被連結部２７の壁部２７ａ１に、連結機構４０の後述する一方のフランジ部４２が固定されている。また、壁部２７ａ１には、前後方向に貫通する貫通孔２７ａ２が設けられている。

図５に示すように、連結機構４０は、略ボビン状の形状を有し、貫通孔４１が設けられている。連結機構４０には、２枚の円環板状のフランジ部４２の間に、略円筒状の外力吸収部４５が一体に設けられている。外力吸収部４５は、軸心ＣＬの軸方向に互いに積層された板状の複数のゴム材４５ａを含む。具体的には、外力吸収部４５の内部には、円環板状のゴム材４５ａと円環板状の樹脂材４５ｂとが交互に積層して設けられる。そして、複数のゴム材４５ａ及び樹脂材４５ｂの各外周端は、ゴム材４５ａと同じゴム材料からなる筒部４５ｃに接続されており、複数のゴム材４５ａ及び樹脂材４５ｂと筒部４５ｃは互いに一体である。

連結機構４０の外力吸収部４５は、軸心ＣＬで示す軸方向に力が加わっても、積層されたゴム材４５ａと樹脂材４５ｂは殆ど厚み方向の変形はしないので、軸心ＣＬで示す軸方向には変形しない。一方、外力吸収部４５のフランジ部４２、４２に、軸心ＣＬと略直交する面内の方向において互いに相対的に移動させるような或る大きさの外力が作用した場合には、積層されたゴム材４５ａと樹脂材４５ｂが互いにズレるので、外力吸収部４５は全体として、上記の面内の方向に或る範囲内でせん断変形する。このように、外力吸収部４５は、軸心ＣＬと略直交する面内の方向（この面に平行な方向）に或る大きさの外力が作用した場合に、この面内の方向に或る範囲内で変形可能に、その寸法や、ゴム材４５ａの弾性率などが予め設定されている。上記の或る大きさの外力は、実験などにより、例えば、保持部材としての縁部１２１により皮膚１１０に接触させられた状態の接触面２１を皮膚に対して動かすことが可能な大きさの力よりも小さな力（若干小さな力）に、予め設定されている。この場合の設定は、縁部１２１による接触面２１を皮膚１１０に押圧する押圧力の個体差を考慮して、行われている。また、上記の或る範囲は、実験などにより、例えば、ユーザ１００の運動中に縁部１２１が皮膚１１０に対して移動する可能性のある大きさの範囲に、予め設定されている。

なお、ゴム材４５ａと樹脂材４５ｂの積層は、本実施形態のように交互に積層する構成の他、ゴム材４５ａ、樹脂材４５ｂの何れか一方の間に何れか他方の部材を複数配置する構成とすることができる。また、外力吸収部４５は、ゴム材４５ａや筒部４５ｃを形成するゴム材料に換えて、弾性力のあるスポンジやエラストマー等を用いてもよい。また、連結機構４０は、他の構成、例えばフローティングコネクタを用いてもよい。

このように形成される連結機構４０は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、一方のフランジ部４２が被連結部２７の壁部２７ａ１に固定され、他方のフランジ部４２が第１クリップ部３１の前面に固定される。なお、連結機構４０は、フランジ部４２を省略して、外力吸収部４５を直接、壁部２７ａ１、第１クリップ部３１に固定してもよい。連結機構４０は、連結機構４０の貫通孔４１と貫通孔２７ａ２が略同軸となるよう配置される。すなわち、連結機構４０の軸心ＣＬは、前後方向に延びるように配置されている。そして、基板５０からの信号線５１は、案内通路５５に挿通され案内されて、基板５０とアンテナ５３０が電気的に接続されている。この案内通路５５は、被連結部２７に設けられる貫通孔２７ａ２、連結機構４０（外力吸収部４５）の貫通孔４１、及び取付部３０に形成される孔部や溝部等の通路により構成される。

センサ装置１０は、トレーニングパンツである衣服１２０の縁部１２１を取付部３０の第１クリップ部３１及び第２クリップ部３２で挟持して身体に取り付けられる。このとき、接触面２１は、ユーザ１００の腰の部分の皮膚１１０と接触する。ここで、接触面２１は、衣服１２０の縁部１２１である保持部材の締め付け力により皮膚１１０に押圧されている。従って、取付部３０は、接触面２１を皮膚１１０に接触させた状態で（押圧した状態で）センサ装置１０を保持する保持部材である縁部１２１に、取り付けられる。そして、連結機構４０は、接触面２１に略直交する方向（以下「接触方向」という）への筐体部２０と取付部３０との相対移動を阻止する。この接触方向は、前後方向であって、筐体部２０と縁部１２１との並び方向でもあり、また、縁部１２１が接触面２１を皮膚１１０に押圧する押圧方向でもある。一方、連結機構４０は、接触面２１に略平行な面内方向（すなわち、連結機構４０の軸心ＣＬと略直交する面内の方向）において、筐体部２０と取付部３０に互いに相対的に移動させるような或る大きさの外力が作用した場合に、この面内方向における筐体部２０と取付部３０との相対移動を上記の或る範囲内で許容する。

この場合、図４Ａのようにセンサ装置１０を取り付けてユーザ１００が運動を行うと、衣服１２０の縁部１２１が身体で上下方向や、左右方向、上下方向に左右に斜めの方向、左右方向に上下に斜めの方向、すなわち、接触面２１に略平行な面内方向に引っ張られることにより、縁部１２１を挟む取付部３０も、この面内方向に移動する。しかしながら、連結機構４０により、取付部３０と筐体部２０は、接触面２１に略平行な面内方向に両者（取付部３０、筐体部２０）を互いに相対的に移動させるような前記或る大きさの外力が作用した場合に、この面内方向における前記或る範囲内での相対移動が許容されているので、図４Ｂに示すように、取付部３０だけが移動して、筐体部２０が略移動せず、接触面２１は、ユーザ１００の皮膚１１０に接触する位置から移動しにくくなる。従って、接触面２１と皮膚１１０との擦れが低減される。なお、本明細書及び本特許請求の範囲において、「接触面２１に略平行な面内方向」とは、接触面２１に平行な方向に加え、誤差の範囲内で略平行な方向を含む。

一方で、取付部３０と筐体部２０は、連結機構４０により接触方向（前後方向）における相対移動が阻止されていて、接触面２１に略平行な面内方向における相対移動も、或る大きさの外力が作用するまでは行われない。従って、連結機構４０により、取付部３０と筐体部２０は一体的に連結されている。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図６Ａ、図６Ｂに基づいて説明する。本実施形態のセンサ装置１０Ａは、第１実施形態のセンサ装置１０の被連結部２７に代えて、２つの壁部２７ｆ，２７ｇを備える被連結部２７Ａと、連結機構４０に代えて、軸部４７や鍔部４８を備える連結機構４０Ａとを備える。従って、第１実施形態と同じ部材や箇所は、同じ符号を付して、その説明は省略又は簡略化する。

被連結部２７Ａは、筐体部２０の内部において、前述した接触面２１に略直交する接触方向（前後方向）に互いに並ぶとともに、接触面２１に略平行な面内方向に延びる２つの壁部２７ｆ，２７ｇを有する。壁部２７ｆは、筐体部２０の内部に設けられ、壁部２７ｇは、壁部２７ｆと所定間隔を空けて、壁部２７ｆの後側に設けられる。後側の壁部２７ｇの後面は、筐体部２０の後面として露出して、第１クリップ部３１の前面と若干の隙間を有して対向している。２つの壁部２７ｆ，２７ｇの一方である壁部２７ｇには、接触方向に貫通する貫通孔２７ｇ１が設けられる。

連結機構４０Ａは、外力吸収部４５Ａと、軸部４７と、鍔部４８とを有する。外力吸収部４５Ａは、後側の壁部２７ｇの貫通孔２７ｇ１に固定される。外力吸収部４５Ａは、ゴム材料やスポンジ等により弾性力を有して、接触方向（前後方向）に貫通するガイド孔４５Ａａを有する円環状の形状を有する。軸部４７は、略円筒状の形状を有しており、接触方向に軸心が延びるように配置されている。軸部４７は、後端が取付部３０の第１クリップ部３１の前面に固定され、前端が鍔部４８の後面に固定されている。軸部４７は、外力吸収部４５Ａのガイド孔４５Ａａに圧入されるようにして嵌合している。

鍔部４８は、軸部４７に連結され、接触方向に貫通する貫通孔４８ａを備えた略円環板状の形状を有しており、接触面２１に略平行な面内方向に延びている。軸部４７の円筒の内部であり接触方向に貫通する軸孔４７ａと鍔部４８の貫通孔４８ａは、同軸に配置される。鍔部４８は、前面が前側の壁部２７ｆの後面と摺接し、後面が後側の壁部２７ｇの前面と摺接して設けられている。従って、連結機構４０Ａの鍔部４８は、筐体部２０に対して、接触方向に移動不能、かつ、接触面２１に略平行な面内方向（上下方向や、左右方向、上下方向に左右に斜めの方向、左右方向に上下に斜めの方向）に筐体部２０内で移動可能に、被連結部２７Ａの壁部２７ｆ，２７ｇにより挟持されている。

なお、貫通孔２７ｇ１を前側の壁部２７ｆに設け、この貫通孔２７ｇ１に外力吸収部４５Ａを固定するとともに、この外力吸収部４５Ａのガイド孔４５Ａａに、鍔部４８よりも前方に延びるように設けられた軸部４７を嵌合させてもよい。

センサ装置１０Ａは、基板５０とアンテナ５３０を電気的に接続する信号線５１を案内するための案内通路５５Ａを有する。案内通路５５Ａは、前側の壁部２７ｆに設けられる接触方向（前後方向）に貫通する貫通孔２７ｆ１と、鍔部４８の貫通孔４８ａと、軸部４７の円筒の内部であり接触方向に貫通する軸孔４７ａと、取付部３０（第１クリップ部３１、第２クリップ部３２）に設けられる孔部や溝部等の通路により構成される。

センサ装置１０Ａも、図６Ａに示すように、接触面２１を腰の部分の皮膚１１０に接触させ押圧させた状態で衣服１２０の縁部１２１に取付部３０を介して取り付けて、ユーザ１００の身体に装着することができる。ユーザ１００がセンサ装置１０Ａを装着した状態で運動を行うのに伴い、接触面２１に略平行な面内方向（上下方向や、左右方向、上下方向に左右に斜めの方向、左右方向に上下に斜めの方向）において衣服１２０の縁部１２１が動くのに応じて、筐体部２０と取付部３０に、両者（取付部３０、筐体部２０）をこの面内方向に相対的に移動させるような外力が作用すると、この外力は、さらに軸部４７を介して連結機構４０Ａの外力吸収部４５Ａに伝達される。この場合において、この外力として或る大きさの外力が筐体部２０と取付部３０に作用し、さらに外力吸収部４５Ａに伝達されたときには、図６Ｂに示すように、それにより外力吸収部４５Ａが面内方向に弾性変形することによって、面内方向における或る範囲内での両者（取付部３０、筐体部２０）の相対移動が許容される結果、取付部３０が筐体部２０に対し、面内方向において移動する。第２実施形態の場合における或る大きさの外力及び或る範囲は、第１実施形態で説明したように予め設定されており、外力吸収部４５Ａの寸法や弾性率は、面内方向に或る大きさの外力が作用したときに或る範囲内で弾性変形するように予め設定されている。また、この場合、図６Ｂに示すように、取付部３０と、軸部４７及び鍔部４８は一体的に移動し、鍔部４８が壁部２７ｆ、２７ｇで前述したように挟持されていることで、筐体部２０に対する取付部３０の接触方向への移動は阻止され、図６Ｂの例では、断面で示す外力吸収部４５Ａの下側が圧縮され上側が伸長される。

以上により、第１実施形態の場合と同様、筐体部２０は、接触面２１に略平行な面内方向において、取付部３０が縁部１２１と共に移動しても、取付部３０に追随して移動しにくくなり、接触面２１と皮膚１１０が擦れることが低減される。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は第１及び第２実施形態（以下「本実施形態」という）により限定されることは無く、種々の変更をして実施することができる。例えば、センサ装置１０は、本実施形態においては背中側に設けたが、腕や脚等の体の他の場所に設けてもよい。また、本実施形態においては保持部材としてトレーニングパンツとしての衣服１２０の縁部１２１にセンサ装置１０を取り付けたが、ベルトやバンド等の他の保持部材を用いて、腰の部分だけでなく身体の腕部や脚部の他の部位の皮膚に接触面２１を接触させた状態（押圧させた状態）で保持するものであってもよい。換言すれば、接触方向は前後方向に限定されない。また、本実施形態では、クリップ状の取付部３０を採用しているが、保持部材に、スナップボタンやボタンなどの止め具により固定される取付部を採用してもよい。

また、被連結部２７，２７Ａは、第１実施形態のセンサ装置１０では筐体部２０の上側に設け、第２実施形態のセンサ装置１０Ａでは筐体部２０の略中央に設けたが、各実施形態において異なる位置に設けることができる。また、筐体部２０には、少なくともセンサ素子であるモーションセンサ部５１２が設けられて（収容されて）いればよく、例えば第１の処理部５１０、環境情報検出部５２２及び通信部５２４は取付部３０に設けるようにしてもよい。また、アンテナ５３０及び第２の処理部５２０は、筐体部２０や第１クリップ部３１に設けてもよいが、本実施形態のように第２クリップ部３２に、すなわち衣服１２０の外側に、アンテナ５３０を設けることで、衣服１２０による通信への悪影響（特に衣服１２０に付着した汗等が導体となって及ぼす悪影響）を抑制し、アンテナ５３０の感度を向上させることができる。第２の処理部５２０を筐体部２０に設ける（収容する）場合には、第１及び第２の処理部５１０、５２０をまとめて、単一の処理部（プロセッサ、回路）として構成してもよい。

以上の本実施形態によれば、センサ装置１０，１０Ａは、センサ素子であるモーションセンサ部５１２が少なくとも収容され、ユーザ１００の皮膚１１０に接触可能な接触面２１と、接触面２１とは異なる被連結部２７、２７Ａとを有する筐体部２０と、筐体部２０の接触面２１をユーザ１００の皮膚１１０に接触させた状態でセンサ装置１０を保持する保持部材である衣服１２０の縁部１２１に取り付けられる取付部３０と、被連結部２７、２７Ａと取付部３０とに連結され、接触面２１に略直交する接触方向への筐体部２０と取付部３０との相対移動を阻止し、かつ、接触面２１に略平行な面内方向において筐体部２０と取付部３０とに互いに相対的に移動させるような或る大きさの外力が作用した場合に、この面内方向における筐体部２０と取付部３０との相対移動を或る範囲で許容する連結機構４０、４０Ａと、を備える。

これにより、センサ装置１０，１０Ａは、ユーザ１００の運動中に、上記の外力の作用により筐体部２０と取付部３０が面内方向に相対移動することで、ユーザ１００の皮膚１１０に接触面２１で接触する筐体部２０は面内方向にほとんど移動せず、取付部３０のみが保持部材である衣服１２０の縁部１２１に追随して移動するので、接触面２１と皮膚１１０の擦れが低減される。以上により、筐体部２０に収容されたモーションセンサ部５１２による適切なセンシングを行えるとともに、皮膚１１０の荒れを低減することができる。

また、第１実施形態によれば、連結機構４０は、接触方向に互いに積層された板状の複数のゴム材４５ａを含み、被連結部２７と取付部３０に連結され、接触面２１に略平行な面内方向の外力の作用によりこの面内方向に変形可能な外力吸収部４５を有する。これにより、簡単な構造で連結機構４０を構成し、筐体部２０と取付部３０とを一体的に連結することができる。

また、第１実施形態によれば、外力吸収部４５は、複数のゴム材４５ａの互いの間に板状の樹脂材４５ｂを有する。これにより、外力吸収部４５の接触方向の変形を確実に阻止することができ、樹脂材４５ｂであるため、鉄材などの比重の大きな部材を用いた場合と比較して、センサ装置１０を軽量化することができる。

また、第１実施形態によれば、被連結部２７は、連結機構４０の少なくとも一部を収容する収容部２７ａを含む。これにより、取付部３０と筐体部２０との間を大きく離間させることが無く、コンパクトなセンサ装置１０とすることができるとともに、連結機構４０を保護することができる。

また、第２実施形態によれば、被連結部２７Ａは、接触面２１の接触方向に互いに並んだ２つの壁部２７ｆ，２７ｇと、２つの壁部２７ｆ，２７ｇの一方に設けられ、接触方向に貫通する貫通孔２７ｇ１と、を有し、連結機構４０は、接触方向に貫通するガイド孔４５Ａａを有し、この貫通孔２７ｇ１に固定され、筐体部２０と取付部３０とを接触面２１の略平行な面内方向に相対移動させる外力の作用によりこの面内方向に変形可能な外力吸収部４５Ａと、取付部３０に連結され、ガイド孔４５Ａａに嵌合した軸部４７と、軸部４７に連結され、２つの壁部２７ｆ，２７ｇに、接触方向に移動不能、かつ、この面内方向に移動可能に挟持された鍔部４８と、を有する。これにより、取付部３０が軸部４７と鍔部４８により接触方向に支持されるので、更に確実に取付部３０の接触方向の移動を規制することができる。

また、本実施形態によれば、センサ装置１０、１０Ａは、第１の処理部５１０に少なくとも信号線５１を介して接続され、外部機器との間で通信可能で、かつ、取付部３０に設けられたアンテナ５３０を更に備える。筐体部２０、２０Ａの接触面２１は、ユーザ１００の皮膚に接触するので、ユーザ１００の汗が付着する可能性があり、仮に本実施形態の場合と異なり、筐体部にアンテナを設けた場合には、この汗が導体となって、外部機器とアンテナとの間の通信に悪影響を及ぼす可能性がある。これに対して、本実施形態によれば、アンテナ５３０が、筐体部２０、２０Ａではなく、縁部１２１に取り付けられる取付部３０に設けられており、さらにアンテナ５３０は、少なくとも信号線５１を介して、筐体部２０内の第１の処理部５１０に接続されている。これにより、上述した外部機器とアンテナ５３０との間の通信への悪影響を抑制しながら、外部機器と第１の処理部５１０との間のデータのやりとりを適切に行うことができる。

また、第１実施形態によれば、被連結部２７、外力吸収部４５及び取付部３０が、第２実施形態によれば、２つの壁部２７ｆ，２７ｇの他方である壁部２７ｇ、軸部４７、鍔部４８及び取付部３０が、信号線５１を案内するための案内通路５５，５５Ａをそれぞれ有する。これにより、処理部５１０等とアンテナ５３０と接続する信号線５１を保護することができる。

なお、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］センサ装置であって、
センサ素子が少なくとも収容され、ユーザの皮膚に接触可能な接触面と、前記接触面とは異なる被連結部とを有する筐体部と、
前記筐体部の前記接触面を前記ユーザの皮膚に接触させた状態で前記センサ装置を保持する保持部材に取り付けられる取付部と、
前記被連結部と前記取付部とに連結され、前記接触面に略直交する接触方向への前記筐体部と前記取付部との相対移動を阻止し、かつ、前記接触面に略平行な面内方向において前記筐体部と前記取付部とに互いに相対的に移動させるような或る大きさの外力が作用した場合に、前記略面内の方向における前記筐体部と前記取付部との相対移動を或る範囲内で許容する連結機構と、
を備えるセンサ装置。
［２］前記連結機構は、前記接触方向に互いに積層された板状の複数のゴム材を含み、前記被連結部と前記取付部に連結され、前記外力の作用により前記略面内の方向に変形可能な外力吸収部を有する
前記［１］に記載のセンサ装置。
［３］前記外力吸収部は、前記複数のゴム材の互いの間に板状の樹脂材を有する
前記［２］に記載のセンサ装置。
［４］前記被連結部に、前記連結機構の少なくとも一部を収容する収容部を有する
前記［１］～［３］のいずれかに記載のセンサ装置。
［５］前記被連結部は、前記接触方向に互いに並んだ２つの壁部と、前記２つの壁部の一方に設けられ、前記押圧方向に貫通する貫通孔と、を有し、
前記連結機構は、
前記接触方向に貫通するガイド孔を有し、前記貫通孔に固定され、前記接触方向に貫通するガイド孔を有し、前記外力の作用により前記略面内の方向に変形可能な外力吸収部と、
前記取付部に連結され、前記ガイド孔に嵌合した軸部と、
前記軸部に連結され、前記２つの壁部に、前記接触方向に移動不能、かつ、前記略面内の方向に移動可能に挟持された鍔部と、を有する
前記［１］に記載のセンサ装置。
［６］前記筐体には、前記センサ素子に接続された処理部が収容され、
前記処理部に少なくとも信号線を介して接続され、外部機器との間で通信可能で、かつ、前記取付部に設けられたアンテナをさらに備える
前記［１］～［５］のいずれかに記載のセンサ装置。
［７］前記被連結部、前記外力吸収部、及び前記取付部は、前記信号線を案内するための案内通路を有する
少なくとも前記［２］を引用する前記［６］に記載のセンサ装置。
［８］前記２つの壁部の他方、前記軸部、前記鍔部及び前記取付部は、前記信号線を案内するための案内通路を有する
前記［５］を引用する前記［６］に記載のセンサ装置。

１０，１０Ａ センサ装置
２０，２０Ａ 筐体部
２１ 接触面 ２４ ボタンスイッチ
２６ 蓋部
２７，２７Ａ 被連結部
２７ａ 収容部 ２７ａ１ 壁部
２７ａ２ 貫通孔 ２７ｆ 壁部
２７ｆ１ 貫通孔 ２７ｇ 壁部
２７ｇ１ 貫通孔 ３０ 取付部
３１ 第１クリップ部 ３１ａ 第１軸受
３１ｂ 突起 ３１ｃ 押上凸部
３２ 第２クリップ部 ３２ａ 第２軸受
３２ｂ 突起 ３５ ヒンジ部
３５ａ 回動軸 ３５ｂ ねじりコイルバネ
３６ ロック部品 ３６ａ 本体部
３６ｂ 突起部 ３６ｃ 係合孔
４０，４０Ａ 連結機構
４１ 貫通孔 ４２ フランジ部
４５，４５Ａ 外力吸収部
４５Ａａ ガイド孔 ４５ａ ゴム材
４５ｂ 樹脂材 ４５ｃ 筒部
４７ 軸部 ４７ａ 軸孔
４８ 鍔部 ４８ａ 貫通孔
５０ 基板 ５１ 信号線
５５，５５Ａ 案内通路
１００ ユーザ １１０ 皮膚
１２０ 衣服 １２１ 縁部
２５１，２５２ ＬＥＤ
５１０ 第１の処理部 ５１２ モーションセンサ部
５１４ 記憶部 ５１６ 表示部
５１８ 操作部 ５２０ 第２の処理部
５２２ 環境情報検出部 ５２４ 通信部
５３０ アンテナ
ＢＳ バス ＣＬ 軸心

Claims (8)

1. センサ装置であって、
   センサ素子が少なくとも収容され、ユーザの皮膚に接触可能な接触面と、前記接触面とは異なる被連結部とを有する筐体部と、
   前記筐体部の前記接触面を前記ユーザの皮膚に接触させた状態で前記センサ装置を保持する保持部材に取り付けられる取付部と、
   前記被連結部と前記取付部とに連結され、前記接触面に略直交する接触方向への前記筐体部と前記取付部との相対移動を阻止し、かつ、前記接触面に略平行な面内方向において前記筐体部と前記取付部とに互いに相対的に移動させるような或る大きさの外力が作用した場合に、前記面内方向における前記筐体部と前記取付部との相対移動を或る範囲内で許容する連結機構と、
   を備えるセンサ装置。
2. 前記連結機構は、前記接触方向に互いに積層された板状の複数のゴム材を含み、前記被連結部と前記取付部に連結され、前記外力の作用により前記面内方向に変形可能な外力吸収部を有する
   請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記外力吸収部は、前記複数のゴム材の互いの間に板状の樹脂材を有する
   請求項２に記載のセンサ装置。
4. 前記被連結部に、前記連結機構の少なくとも一部を収容する収容部を有する
   請求項１～３のいずれかに記載のセンサ装置。
5. 前記被連結部は、前記接触方向に互いに並んだ２つの壁部と、前記２つの壁部の一方に設けられ、前記接触方向に貫通する貫通孔と、を有し、
   前記連結機構は、
   前記接触方向に貫通するガイド孔を有し、前記貫通孔に固定され、前記外力の作用により前記面内方向に変形可能な外力吸収部と、
   前記取付部に連結され、前記ガイド孔に嵌合した軸部と、
   前記軸部に連結され、前記２つの壁部に、前記接触方向に移動不能、かつ、前記面内方向に移動可能に挟持された鍔部と、を有する
   請求項１に記載のセンサ装置。
6. 前記筐体部には、前記センサ素子に接続された処理部が収容され、
   前記処理部に少なくとも信号線を介して接続され、外部機器との間で通信可能で、かつ、前記取付部に設けられたアンテナをさらに備える
   請求項１～５のいずれかに記載のセンサ装置。
7. 前記被連結部、前記外力吸収部、及び前記取付部は、前記信号線を案内するための案内通路を有する
   少なくとも請求項２を引用する請求項６に記載のセンサ装置。
8. 前記２つの壁部の他方、前記軸部、前記鍔部及び前記取付部は、前記信号線を案内するための案内通路を有する
   請求項５を引用する請求項６に記載のセンサ装置。