JP6954483B2 - Gripping load detection device - Google Patents

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Description

本発明は、ユーザが把持した状態でかけた負荷を検出する把持負荷検出デバイスに関する。 The present invention relates to a gripping load detecting device that detects a load applied while being gripped by a user.

特許文献１は、手持式アイソメトリックエクササイズ装置を開示している。特許文献１に開示の手持式アイソメトリックエクササイズ装置は、ユーザにより該装置の表面に対して付勢するような力が加えられる。加えられた荷重は、ロードセルに伝達する。これにより、ロードセルは、ユーザにより該装置に加えられた力を検出する。 Patent Document 1 discloses a hand-held isometric exercise device. In the handheld isometric exercise device disclosed in Patent Document 1, a force is applied by the user to urge the surface of the device. The applied load is transmitted to the load cell. As a result, the load cell detects the force applied to the device by the user.

特開２００９−９５６５１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-95651

一般的に負荷を検出する装置として、例えば、ユーザの握力等を検出するような健康器具がある。健康器具は、例えば、トレーニングジム、家庭、又は病院等の室内で使用されている。このような健康器具は、重く嵩張るため、携帯して持ち運びし難い。このため、携帯し易く、かつ簡単に使用できる健康器具が望まれている。 Generally, as a device for detecting a load, for example, there is a health device that detects a user's grip strength or the like. Health appliances are used, for example, indoors in training gyms, homes, hospitals, and the like. Such health appliances are heavy and bulky, making them difficult to carry around. Therefore, there is a demand for a health device that is easy to carry and use.

そこで、この発明は、携帯し易く、かつ簡単に使用できる把持負荷検出デバイスを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gripping load detecting device that is easy to carry and use.

本発明の把持負荷検出デバイスは、ユーザが把持する筒状の筐体と、前記筐体に貼り付けられ、前記ユーザの把持によって前記筐体にかかる負荷を検出するセンサと、を備えることを特徴とする。 The gripping load detecting device of the present invention is characterized by comprising a cylindrical housing gripped by a user and a sensor attached to the housing and detecting a load applied to the housing by the gripping of the user. And.

本発明に係る把持負荷検出デバイスの筐体は、筒状である。このため、ユーザは筐体を把持し易く、かつ持ち運びし易い。また、ユーザは、筒状の筐体を把持した状態で負荷をかけやすい。例えば、ユーザは、筐体を軽く握る、又は捻る等の簡単な動作で筐体に負荷をかけることができる。最も強い負荷は、ユーザが筐体の両端をそれぞれ強く握った状態での捻り動作である。また、センサは、筒状の筐体に貼りつけられているため、筐体に与えられた負荷を検出することができる。これにより、ユーザは、本発明に係る把持負荷検出デバイスを簡単な動作によって使用することができる。 The housing of the gripping load detecting device according to the present invention has a cylindrical shape. Therefore, the user can easily grip the housing and carry it around. In addition, the user can easily apply a load while holding the cylindrical housing. For example, the user can apply a load to the housing by a simple operation such as lightly grasping or twisting the housing. The strongest load is the twisting operation with the user firmly grasping both ends of the housing. Further, since the sensor is attached to the cylindrical housing, it is possible to detect the load applied to the housing. As a result, the user can use the gripping load detecting device according to the present invention with a simple operation.

この発明によれば、携帯し易く、かつ簡単に使用できる。 According to the present invention, it is easy to carry and use.

図１（Ａ）は、第１実施形態に係る把持負荷検出デバイスの構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ−Ｉ線における断面図である。FIG. 1 (A) is a perspective view showing the configuration of the gripping load detecting device according to the first embodiment, and FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 1 (A). 図２（Ａ）は、第１実施形態に係るセンサを平面状に展開した平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。FIG. 2A is a plan view of the sensor according to the first embodiment developed in a plan view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 2A. 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、ポリ乳酸のフィルムにおける一軸延伸方向と、電場方向と、ポリ乳酸フィルムの変形と、の関係を示す図である。3A and 3B are diagrams showing the relationship between the uniaxial stretching direction of the polylactic acid film, the electric field direction, and the deformation of the polylactic acid film. （Ａ）は、第１実施形態に係る把持負荷検出デバイスにねじり変形を加える場合の一例を示す模式図であり、図４（Ｂ）は、第１実施形態に係る把持負荷検出デバイスにねじり変形を加えた場合に発生する応力をシミュレーションした結果を示す模式図である。(A) is a schematic view showing an example of applying torsional deformation to the gripping load detecting device according to the first embodiment, and FIG. 4B is a torsional deformation to the gripping load detecting device according to the first embodiment. It is a schematic diagram which shows the result of simulating the stress generated when. 図５（Ａ）は、第１実施形態に係る把持負荷検出デバイスの応用例として、充電台との組み合わせについて説明する模式図であり、図５（Ｂ）は、充電台で充電中の第１実施形態に係る把持負荷検出デバイスについて説明する模式図である。FIG. 5A is a schematic view illustrating a combination with a charging stand as an application example of the gripping load detecting device according to the first embodiment, and FIG. 5B is a first diagram being charged by the charging stand. It is a schematic diagram explaining the gripping load detection device which concerns on embodiment. 図６（Ａ）は、第２実施形態に係る把持負荷検出デバイスの構成を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。6 (A) is a perspective view showing the configuration of the gripping load detecting device according to the second embodiment, and FIG. 6 (B) is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 6 (A).

図１（Ａ）は、第１実施形態に係る把持負荷検出デバイス１０の構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ−Ｉ線における把持負荷検出デバイス１０の断面図である。なお、図１（Ａ）において、センサ１５は破線で表している。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、配線などは省略している。 1 (A) is a perspective view showing the configuration of the gripping load detecting device 10 according to the first embodiment, and FIG. 1 (B) is a gripping load detecting device 10 on the line I-I of FIG. 1 (A). It is a cross-sectional view of. In FIG. 1A, the sensor 15 is represented by a broken line. Wiring and the like are omitted in FIGS. 1 (A) and 1 (B).

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、把持負荷検出デバイス１０は、筐体１１、センサ１５、表示部１６、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する。）１７、及びセンサ用検出回路１８を備える。筐体１１は、第１端部１２及び第２端部１３を有する。筐体１１の形状は、筒状である。筐体１１は、第１端部１２から第２端部１３に亘る内部空間１９を有する。筐体１１の第１端部１２及び第２端部１３側は、開口している。ただし、筐体１１の第１端部１２及び第２端部１３側は、閉じられていてもよい。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the gripping load detection device 10 includes a housing 11, a sensor 15, a display unit 16, a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 17, and a sensor detection. The circuit 18 is provided. The housing 11 has a first end portion 12 and a second end portion 13. The shape of the housing 11 is cylindrical. The housing 11 has an internal space 19 extending from the first end portion 12 to the second end portion 13. The first end portion 12 and the second end portion 13 side of the housing 11 are open. However, the first end portion 12 and the second end portion 13 side of the housing 11 may be closed.

センサ１５及び表示部１６は、筐体１１の軸方向における中央部分に配置されている。把持負荷検出デバイス１０は、略中央部分に重心を有する。このため、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０の第１端部１２側及び第２端部１３側を両手で把持した際に、それぞれの手に均等に荷重を受ける。 The sensor 15 and the display unit 16 are arranged at a central portion of the housing 11 in the axial direction. The gripping load detecting device 10 has a center of gravity at a substantially central portion. Therefore, when the user grips the first end 12 side and the second end 13 side of the grip load detection device 10 with both hands, the user receives the load evenly on each hand.

センサ１５の形状は、シート状である。センサ１５は、筐体１１の内側に貼り付けられている。センサ１５の配線は、筐体１１の外部から見えない。従って、把持負荷検出デバイス１０は、シンプルなデザインとなる。また、センサ１５は、筐体１１の変形に応じて変形する。センサ１５は、以下で詳細に説明するように筐体１１の変形を検知するものである。 The shape of the sensor 15 is a sheet shape. The sensor 15 is attached to the inside of the housing 11. The wiring of the sensor 15 is not visible from the outside of the housing 11. Therefore, the gripping load detecting device 10 has a simple design. Further, the sensor 15 is deformed according to the deformation of the housing 11. The sensor 15 detects the deformation of the housing 11 as described in detail below.

なお、センサ１５は、筐体１１の外側に貼りつけられていてもよい。この場合、センサ１５は、例えば樹脂から成るフィルム等の保護材で覆われる。センサ１５を覆う保護材としては、例えばＰＥＴ等のような透光性を有するフィルムが好ましい。 The sensor 15 may be attached to the outside of the housing 11. In this case, the sensor 15 is covered with a protective material such as a film made of resin. As the protective material covering the sensor 15, a film having translucency such as PET is preferable.

表示部１６は、有機ＥＬ又は無機ＥＬ等の薄膜ディスプレイからなる。表示部１６の形状は、シート状である。表示部１６は変形可能である。表示部１６は、筐体１１の内部空間１９に筒状に丸めた状態で配置されている。表示部１６は、例えば、センサ１５に貼りつけられている。なお、表示部１６は、筐体１１の外側に貼り付けられていてもよい。センサ１５が表示部１６の内側にある場合には、センサ１５は不透明であってもよい。 The display unit 16 is composed of a thin film display such as an organic EL or an inorganic EL. The shape of the display unit 16 is a sheet shape. The display unit 16 is deformable. The display unit 16 is arranged in the internal space 19 of the housing 11 in a cylindrically rolled state. The display unit 16 is attached to, for example, the sensor 15. The display unit 16 may be attached to the outside of the housing 11. When the sensor 15 is inside the display unit 16, the sensor 15 may be opaque.

マイコン１７及びセンサ用検出回路１８は、筐体１１の内部空間１９のうち表示部１６の内側に配置されている。マイコン１７及びセンサ用検出回路１８は、表示部１６で覆われ、外部から視認できない。従って、把持負荷検出デバイス１０は、シンプルな外観になる。 The microcomputer 17 and the sensor detection circuit 18 are arranged inside the display unit 16 in the internal space 19 of the housing 11. The microcomputer 17 and the sensor detection circuit 18 are covered with the display unit 16 and cannot be visually recognized from the outside. Therefore, the gripping load detecting device 10 has a simple appearance.

把持負荷検出デバイス１０は、不図示の電源を備えている。電源は、マイコン１７と同様に筐体１１の内部空間１９のうち表示部１６の内側に配置されている。電源は、マイコン１７と接続されている。 The gripping load detecting device 10 includes a power supply (not shown). Like the microcomputer 17, the power supply is arranged inside the display unit 16 in the internal space 19 of the housing 11. The power supply is connected to the microcomputer 17.

マイコン１７は、不図示の通信部を備えていてもよい。通信部は、信号の入力を受け付け、信号を出力するためのインタフェースである。通信部は、機能的に受信部及び送信部を備える。受信部は、把持負荷検出デバイス１０の外部から情報を受信する。例えば、受信部は、表示部１６で表示すべき情報を受信する。また、送信部は、センサ１５の検出値に関する情報を把持負荷検出デバイス１０の外部へ送信する。 The microcomputer 17 may include a communication unit (not shown). The communication unit is an interface for receiving a signal input and outputting the signal. The communication unit functionally includes a receiving unit and a transmitting unit. The receiving unit receives information from the outside of the gripping load detecting device 10. For example, the receiving unit receives information to be displayed on the display unit 16. Further, the transmission unit transmits information regarding the detection value of the sensor 15 to the outside of the gripping load detection device 10.

センサ用検出回路１８は、以下に詳細に説明するように筐体１１の変形によってセンサ１５に生じる電荷を検出する。マイコン１７は、センサ用検出回路１８の検出値を入力する。マイコン１７は、センサ用検出回路１８の検出値に対応する画像を表示部１６に表示する。なお、表示部１６は、必ずしも必要な構成ではない。 The sensor detection circuit 18 detects the electric charge generated in the sensor 15 due to the deformation of the housing 11 as described in detail below. The microcomputer 17 inputs the detection value of the sensor detection circuit 18. The microcomputer 17 displays an image corresponding to the detection value of the sensor detection circuit 18 on the display unit 16. The display unit 16 is not necessarily a necessary configuration.

筐体１１は、透光性を有する部材からなる。例えば、筐体１１は、透光性を有する樹脂で構成される。透光性を有する樹脂としては、例えば、アクリル、ポリカーボネイト、ＰＥＴ、塩化ビニル、又はＡＢＳ等の樹脂が好ましい。筐体１１を構成する樹脂として上記樹脂を用いると、透明度の高い筐体１１が安価に得られる。さらに、筐体１１を構成する樹脂としてアクリル樹脂を用いることがより好ましい。筐体１１を構成する樹脂としてアクリル樹脂を用いることにより、強靭な筐体１１が得られ、筐体１１の耐久性を向上させることができ、かつ筐体１１の透明度が高くなる。筐体１１が高い透明度を有すると、把持負荷検出デバイス１０は、見た目に美しくなる。また、把持負荷検出デバイス１０は、汚れが解り易くなるため衛生的に扱える。さらに、センサ１５が透光性を有する場合、ユーザは、筐体１１及びセンサ１５を通して表示部１６を視認できる。このように表示部１６は外部から視認可能であるため、筐体１１の内部に配置することができる。表示部１６が筐体１１の外側に貼り付けられる場合には、筐体１１は不透明であってもよい。 The housing 11 is made of a translucent member. For example, the housing 11 is made of a translucent resin. As the translucent resin, for example, a resin such as acrylic, polycarbonate, PET, vinyl chloride, or ABS is preferable. When the above resin is used as the resin constituting the housing 11, a highly transparent housing 11 can be obtained at low cost. Further, it is more preferable to use an acrylic resin as the resin constituting the housing 11. By using an acrylic resin as the resin constituting the housing 11, a tough housing 11 can be obtained, the durability of the housing 11 can be improved, and the transparency of the housing 11 is increased. When the housing 11 has high transparency, the gripping load detecting device 10 becomes aesthetically pleasing. Further, the gripping load detecting device 10 can be handled hygienically because the dirt is easily removed. Further, when the sensor 15 has translucency, the user can visually recognize the display unit 16 through the housing 11 and the sensor 15. Since the display unit 16 is visible from the outside in this way, it can be arranged inside the housing 11. When the display unit 16 is attached to the outside of the housing 11, the housing 11 may be opaque.

筐体１１は、二つの把持領域１４を有する。把持領域１４は、それぞれ筐体１１における第１端部１２側及び第２端部１３側の一部である。把持領域１４は、表示部１６と重ならない領域である。このため、ユーザが把持領域１４を把持したとき、表示部１６は可視可能に保たれる。 The housing 11 has two gripping regions 14. The gripping region 14 is a part of the housing 11 on the first end 12 side and the second end 13 side, respectively. The gripping area 14 is an area that does not overlap with the display unit 16. Therefore, when the user grips the gripping region 14, the display unit 16 is kept visible.

筐体１１の形状は、例えば円筒のような筒状である。このため、ユーザは、筐体１１を把持し易く、かつ持ち運びし易い。また、筐体１１の内部には電源及び回路等の部品が配置されているだけである。筐体１１の内部の大半は、空洞である。そのため、把持負荷検出デバイス１０は、非常に軽い。例えば、ユーザは、かばん等に入れて持ち運ぶことができる。これにより、ユーザは、時間又は場所を制限されることなく把持負荷検出デバイス１０を使用することができる。把持負荷検出デバイス１０は、筐体１１に負荷をかける健康器具として用いることができる。例えば、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０の把持領域１４を把持して、筐体１１を捻る動作を行う。ユーザは、この様に把持負荷検出デバイス１０を用いて、例えば筋力トレーニングを行うことができる。 The shape of the housing 11 is a cylinder such as a cylinder. Therefore, the user can easily grip the housing 11 and carry it around. Further, only parts such as a power supply and a circuit are arranged inside the housing 11. Most of the inside of the housing 11 is hollow. Therefore, the gripping load detecting device 10 is very light. For example, the user can carry it in a bag or the like. This allows the user to use the gripping load detection device 10 without any time or place limitation. The gripping load detecting device 10 can be used as a health device that applies a load to the housing 11. For example, the user grips the gripping area 14 of the gripping load detecting device 10 and twists the housing 11. The user can perform, for example, strength training using the gripping load detection device 10 in this way.

なお、筐体１１の形状は、円筒に限ることなく、例えば楕円、又は多角形の断面形状であってもよい。筐体１１が多角形の場合、円筒に比べて手が滑りにくくなる。また、筐体１１は、滑り止め等の処理が施されていてもよい。例えば、筐体１１は、ローレット加工を施されている。これにより、ユーザは、筐体１１を安定して把持し易く、筐体１１に大きな負荷をかけ易くなる。 The shape of the housing 11 is not limited to a cylinder, and may be, for example, an elliptical or polygonal cross-sectional shape. When the housing 11 is polygonal, the hand is less likely to slip as compared with a cylinder. Further, the housing 11 may be subjected to a treatment such as anti-slip. For example, the housing 11 is knurled. As a result, the user can easily grip the housing 11 in a stable manner and easily apply a large load to the housing 11.

センサ１５は、ユーザの把持によって筐体１１にかかる負荷を検出する。センサ１５の検出方法については、以下で詳細に説明する。 The sensor 15 detects the load applied to the housing 11 by the user's grip. The detection method of the sensor 15 will be described in detail below.

図２（Ａ）は、センサ１５を平面状に展開した平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。なお、図２（Ｂ）は、説明の便宜上、厚みを増して表している。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、ポリ乳酸のフィルムにおける一軸延伸方向９００と、電場方向と、ポリ乳酸フィルムの変形と、の関係を示す図である。 FIG. 2A is a plan view of the sensor 15 developed in a plane, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 2A. Note that FIG. 2B is shown with an increased thickness for convenience of explanation. 3A and 3B are diagrams showing the relationship between the uniaxial stretching direction 900 in the polylactic acid film, the electric field direction, and the deformation of the polylactic acid film.

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、センサ１５は、圧電フィルム２１、第１電極２２、及び第２電極２３を備える。圧電フィルム２１は、第１主面１５１及び第２主面１５２を有する。圧電フィルム２１は、第１主面１５１側に第１電極２２を、第２主面１５２側に第２電極２３を、それぞれ備える。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the sensor 15 includes a piezoelectric film 21, a first electrode 22, and a second electrode 23. The piezoelectric film 21 has a first main surface 151 and a second main surface 152. The piezoelectric film 21 includes a first electrode 22 on the first main surface 151 side and a second electrode 23 on the second main surface 152 side.

第１電極２２及び第２電極２３としては、ＩＴＯ、ＺｎＯ、銀ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、グラフェン等の無機系の電極、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン）、ポリアニリン等を主成分とする有機系の電極のいずれかを用いるのが好適である。このような材料を用いることで、第１電極２２及び第２電極２３を透明な透明電極とすることができる。なお、センサ１５は必ずしも透明である必要はなく、銀、銅及びアルミなどの材料を使用してもよい。この場合、ユーザはセンサ１５を通して表示部１６を視認できないため、センサ１５は、表示部１６の内側になるように配置される。センサ１５が表示部１６の内側になるように配置された状態で、センサ１５及び表示部１６の双方が、筐体１１の内部又は外部に配置されていてもよい。また、センサ１５が筐体１１の内部にあって、表示部１６が筐体１１の外部に配置されていてもよい。 As the first electrode 22 and the second electrode 23, any one of an inorganic electrode such as ITO, ZnO, silver nanowires, carbon nanotubes, and graphene, and an organic electrode containing PEDOT (polythiophene), polyaniline, etc. as a main component is used. It is preferable to use it. By using such a material, the first electrode 22 and the second electrode 23 can be made into transparent transparent electrodes. The sensor 15 does not necessarily have to be transparent, and materials such as silver, copper, and aluminum may be used. In this case, since the user cannot see the display unit 16 through the sensor 15, the sensor 15 is arranged so as to be inside the display unit 16. Both the sensor 15 and the display unit 16 may be arranged inside or outside the housing 11 in a state where the sensor 15 is arranged so as to be inside the display unit 16. Further, the sensor 15 may be inside the housing 11, and the display unit 16 may be arranged outside the housing 11.

圧電フィルム２１は、矩形状に形成されている。圧電フィルム２１は、圧電性を有するフィルムであればよい。圧電フィルム２１は、例えば、一軸延伸されたポリ乳酸（ＰＬＡ）、さらにはＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）によって形成されている。 The piezoelectric film 21 is formed in a rectangular shape. The piezoelectric film 21 may be a film having piezoelectricity. The piezoelectric film 21 is formed of, for example, uniaxially stretched polylactic acid (PLA) and further L-type polylactic acid (PLLA).

本実施形態では、圧電フィルム２１は、一軸延伸されたＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）によって形成されている。圧電フィルム２１は、筐体１１に貼りつけた際に、筐体１１の軸方向にほぼ沿った方向に一軸延伸されている（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す白抜矢印参照）。 In this embodiment, the piezoelectric film 21 is formed of uniaxially stretched L-type polylactic acid (PLLA). When the piezoelectric film 21 is attached to the housing 11, it is uniaxially stretched in a direction substantially along the axial direction of the housing 11 (see the white arrows shown in FIGS. 4A and 4B). ).

圧電フィルム２１の一軸延伸方向を、以下では、一軸延伸方向９００と称する。一軸延伸方向９００は、筐体１１に貼りつけた際に、筐体１１の軸方向又は周方向に対して０°の角度又は９０°の角度を成すことが好ましい。ただし、角度はこれに限るものではなく、圧電フィルム２１の特性又は使用状態に鑑みて最適な角度に設計すればよい。 The uniaxial stretching direction of the piezoelectric film 21 is hereinafter referred to as a uniaxial stretching direction 900. The uniaxial stretching direction 900 preferably forms an angle of 0 ° or an angle of 90 ° with respect to the axial direction or the circumferential direction of the housing 11 when attached to the housing 11. However, the angle is not limited to this, and may be designed to be an optimum angle in consideration of the characteristics of the piezoelectric film 21 or the state of use.

なお、一軸延伸方向９００は筐体１１の軸方向又は周方向に対して正確な０°に限ることなく、略０°でもよい。略０°とは、例えば０°±１０°程度を含む角度をいう。これらの角度は、把持負荷検出デバイス１０の用途に基づき、検知精度など全体の設計に応じて、適宜決定される。一軸延伸方向９００が、筐体１１の軸方向又は周方向に対して９０°の角度を成す場合も同様である。また、一軸延伸方向９００は、筐体１１の軸方向又は周方向に対して略０°又は略９０°の角度に限ることなく、変形を検出することができる場合であれば、いずれの角度であっても本発明に採用され得る。 The uniaxial stretching direction 900 is not limited to exactly 0 ° with respect to the axial direction or the circumferential direction of the housing 11, and may be approximately 0 °. Approximately 0 ° means an angle including, for example, about 0 ° ± 10 °. These angles are appropriately determined based on the application of the gripping load detection device 10 and according to the overall design such as detection accuracy. The same applies when the uniaxial stretching direction 900 forms an angle of 90 ° with respect to the axial direction or the circumferential direction of the housing 11. Further, the uniaxial stretching direction 900 is not limited to an angle of approximately 0 ° or approximately 90 ° with respect to the axial direction or the circumferential direction of the housing 11, and any angle can be used as long as deformation can be detected. Even if there is, it can be adopted in the present invention.

前述のＰＬＬＡは、キラル高分子であり、主鎖が螺旋構造を有する。ＰＬＬＡは、一軸延伸され、分子が配向すると、圧電性を有する。そして、一軸延伸されたＰＬＬＡは、圧電フィルム２１の平膜面が変形されることにより、分極する。この際、分極の大きさは、押圧により平膜面が、当該平膜面に直交する方向へ変位する変位量によって一意的に決定される。一軸延伸されたＰＬＬＡの圧電定数は、高分子中で非常に高い部類に属する。 The above-mentioned PLLA is a chiral polymer, and the main chain has a spiral structure. The PLLA is uniaxially stretched and has piezoelectricity when the molecules are oriented. Then, the uniaxially stretched PLLA is polarized by deforming the flat surface of the piezoelectric film 21. At this time, the magnitude of polarization is uniquely determined by the amount of displacement in which the flat membrane surface is displaced in the direction orthogonal to the flat membrane surface by pressing. The uniaxially stretched PLLA has a very high piezoelectric constant in the polymer.

図３（Ａ）に示すように、圧電フィルム２１は、第１対角線９１０Ａの方向に縮み、第１対角線９１０Ａに直交する第２対角線９１０Ｂの方向に伸びると、紙面の裏側から表側に向く方向に電場を生じる。すなわち、圧電フィルム２１は、厚さ方向の中立面を０電位と定義した場合、紙面表側では負の電位が発生する。圧電フィルム２１は、図３（Ｂ）に示すように、第１対角線９１０Ａの方向に伸び、第２対角線９１０Ｂの方向に縮む場合も、電荷を発生するが、極性が逆になり、紙面の表面から裏側に向く方向に電場を生じる。すなわち、圧電フィルム２１は、紙面表側では、正の電位が発生する。 As shown in FIG. 3A, when the piezoelectric film 21 contracts in the direction of the first diagonal line 910A and extends in the direction of the second diagonal line 910B orthogonal to the first diagonal line 910A, the piezoelectric film 21 faces from the back side to the front side of the paper surface. Generates an electric field. That is, when the neutral surface in the thickness direction of the piezoelectric film 21 is defined as 0 potential, a negative potential is generated on the front side of the paper surface. As shown in FIG. 3B, the piezoelectric film 21 also generates an electric charge when it extends in the direction of the first diagonal line 910A and contracts in the direction of the second diagonal line 910B, but the polarity is reversed and the surface of the paper surface. An electric field is generated in the direction from to the back side. That is, the piezoelectric film 21 generates a positive potential on the front side of the paper surface.

ポリ乳酸は、延伸による分子の配向処理で圧電性が生じるため、ＰＶＤＦ等の他の圧電性ポリマー又は圧電セラミックスのように、ポーリング処理を行う必要がない。すなわち、強誘電体に属さないＰＬＬＡの圧電性は、ＰＶＤＦ又はＰＺＴ等の強誘電体のようにイオンの分極によって発現するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。一軸延伸されたＰＬＬＡの圧電定数は、５ｐＣ／Ｎ以上３０ｐＣ／Ｎ以下程度であり、高分子の中では非常に高い圧電定数を有する。一般的に量産されているＰＬＬＡの圧電定数は、７ｐＣ／Ｎ以上１０ｐＣ／Ｎ以下程度である。このような量産されているＰＬＬＡでも、数百ｎｍ以上数μｍ以下前後の微小な変位を感度よく検知することができる。検知感度は、センサに用いるポリ乳酸のサイズ、貼り付け方、アンプの性能によっても変わる。 Since polylactic acid produces piezoelectricity by molecular orientation treatment by stretching, it is not necessary to perform polling treatment unlike other piezoelectric polymers such as PVDF or piezoelectric ceramics. That is, the piezoelectricity of PLLA, which does not belong to a ferroelectric substance, is not expressed by the polarization of ions unlike a ferroelectric substance such as PVDF or PZT, but is derived from a spiral structure which is a characteristic structure of a molecule. be. The piezoelectric constant of the uniaxially stretched PLLA is about 5 pC / N or more and 30 pC / N or less, and has a very high piezoelectric constant among the polymers. The piezoelectric constant of PLLA that is generally mass-produced is about 7 pC / N or more and 10 pC / N or less. Even in such mass-produced PLLAs, minute displacements of several hundred nm or more and several μm or less can be detected with high sensitivity. The detection sensitivity also depends on the size of polylactic acid used in the sensor, how it is applied, and the performance of the amplifier.

ＰＬＬＡには、自発分極が存在せず強誘電性を示さない。このため、他の強誘電性の圧電体で生じる焦電性が生じない。従って、ＰＬＬＡを用いたセンサは、熱による信号の発生が無く、正確に変位のみを検出できるため、生体が触れる物に用いるのに好適である。さらに、ＰＶＤＦ等は経時的に圧電定数の変動が見られ、場合によっては圧電定数が著しく低下する場合があるが、ＰＬＬＡの圧電定数は経時的に極めて安定している。このため、周囲環境に影響されることなく、圧電フィルム２１の変形を高感度に検出することができる。ＰＬＬＡを用いることで、圧電フィルム２１に伝導される変形を確実且つ高感度に検出することができる。従って、筐体１１に負荷された変形を確実に検出することができる。 PLLA has no spontaneous polarization and does not exhibit ferroelectricity. Therefore, the pyroelectricity that occurs in other ferroelectric piezoelectric materials does not occur. Therefore, the sensor using PLLA is suitable for use on an object touched by a living body because it does not generate a signal due to heat and can accurately detect only displacement. Further, in PVDF and the like, the piezoelectric constant fluctuates with time, and in some cases, the piezoelectric constant may decrease remarkably, but the piezoelectric constant of PLLA is extremely stable with time. Therefore, the deformation of the piezoelectric film 21 can be detected with high sensitivity without being affected by the surrounding environment. By using PLLA, the deformation conducted on the piezoelectric film 21 can be detected reliably and with high sensitivity. Therefore, the deformation loaded on the housing 11 can be reliably detected.

なお、延伸倍率は３から８倍程度が好適である。延伸後に熱処理を施すことにより、ポリ乳酸の延びきり鎖結晶の結晶化が促進され圧電定数が向上する。なお、二軸延伸した場合はそれぞれの軸の延伸倍率を異ならせることによって一軸延伸と同様の効果を得ることができる。例えばある方向をＸ軸としてその方向に８倍、その軸に直交するＹ軸方向に２倍の延伸を施した場合、圧電定数に関してはおよそＸ軸方向に４倍の一軸延伸を施した場合と同等の効果が得られる。単純に一軸延伸したフィルムは延伸軸方向に沿って裂け易いため、前述したような二軸延伸を行うことにより幾分強度を増すことができる。 The draw ratio is preferably about 3 to 8 times. By performing heat treatment after stretching, crystallization of extended chain crystals of polylactic acid is promoted and the piezoelectric constant is improved. In the case of biaxial stretching, the same effect as uniaxial stretching can be obtained by changing the stretching ratio of each axis. For example, when a certain direction is taken as the X-axis and the stretching is performed 8 times in that direction and twice in the Y-axis direction orthogonal to the axis, the piezoelectric constant is uniaxially stretched approximately 4 times in the X-axis direction. The same effect can be obtained. Since the uniaxially stretched film is easily torn along the stretching axial direction, the strength can be increased to some extent by performing the biaxial stretching as described above.

また、ＰＬＬＡは圧電出力定数（＝圧電ｇ定数、ｇ＝ｄ／εＴ）が大きい。従って、ＰＬＬＡを用いることで、非常に高感度に圧電フィルム２１の変形を検出することが可能になる。Further, PLLA has a large piezoelectric output constant (= piezoelectric g constant, g = d / ε T). Therefore, by using PLLA, it is possible to detect the deformation of the piezoelectric film 21 with extremely high sensitivity.

ただし、センサ１５は、ＰＬＬＡを用いた圧電センサに限らない。センサ１５は、ＰＶＤＦを用いた圧電センサでもよい。センサ１５は、歪みセンサでもよい。ＰＶＤＦの圧電センサ、又は歪みセンサは、筐体１１の捩り変形（斜め方向の変形）を検出するように配置すればよい。 However, the sensor 15 is not limited to the piezoelectric sensor using PLLA. The sensor 15 may be a piezoelectric sensor using PVDF. The sensor 15 may be a strain sensor. The PVDF piezoelectric sensor or strain sensor may be arranged so as to detect torsional deformation (deformation in the oblique direction) of the housing 11.

次に、把持負荷検出デバイス１０の使用及びセンサ１５の検出について説明する。図４（Ａ）は、把持負荷検出デバイス１０にねじり変形を加える場合の一例を示す模式図であり、図４（Ｂ）は、把持負荷検出デバイス１０にねじり変形を加えた場合に発生する応力をシミュレーションした結果を示す模式図である。図４（Ａ）は斜視図として、図４（Ｂ）は、側面図としてそれぞれ表されている。 Next, the use of the gripping load detection device 10 and the detection of the sensor 15 will be described. FIG. 4A is a schematic view showing an example of applying torsional deformation to the gripping load detecting device 10, and FIG. 4B is a stress generated when torsional deformation is applied to the gripping load detecting device 10. It is a schematic diagram which shows the result of simulating. FIG. 4 (A) is shown as a perspective view, and FIG. 4 (B) is shown as a side view.

初めに、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０の二つの把持領域１４をそれぞれ順手で把持する。なお、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０の二つの把持領域１４をそれぞれ逆手で把持してもよい。また、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０の一方の把持領域１４を順手で、他方を逆手で把持してもよい。さらに、ユーザは、両方の手のひらで第１端部１２及び第２端部１３の開口を覆うように把持してもよい。ユーザは、把持負荷検出デバイス１０の把持の仕方に応じて、腕の異なる筋肉を使用する。これにより、ユーザは、腕の異なる筋肉を鍛えることができる。また、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０の一方の把持領域１４を大腿で挟み込んで固定し、他方を両手で把持してもよい。また、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０の持ち方を変化させることにより、サーキットトレーニングを行うことができる。 First, the user manually grips the two gripping regions 14 of the gripping load detecting device 10. The user may grip the two gripping regions 14 of the gripping load detecting device 10 with opposite hands. Further, the user may grip one grip area 14 of the grip load detection device 10 with a forward hand and the other with a reverse hand. Further, the user may grasp the openings of the first end portion 12 and the second end portion 13 so as to cover the openings of the first end portion 12 and the second end portion 13 with both palms. The user uses different muscles of the arm depending on how the gripping load detecting device 10 is gripped. This allows the user to train different muscles of the arm. Further, the user may sandwich and fix one grip region 14 of the grip load detection device 10 between the thighs and grip the other with both hands. In addition, the user can perform circuit training by changing the way of holding the gripping load detecting device 10.

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０の筐体１１にねじりの変形を加える。すなわち、ユーザは把持負荷検出デバイス１０に剪断力を与える。これにより、ユーザは、筐体１１の第１端部１２側に矢印Ｆ１で示す方向の力を、筐体１１の第２端部１３側に矢印Ｆ２で示す方向の力を、それぞれ付与する。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the user applies a torsional deformation to the housing 11 of the gripping load detecting device 10. That is, the user applies a shearing force to the gripping load detecting device 10. As a result, the user applies a force in the direction indicated by the arrow F1 to the first end 12 side of the housing 11 and a force in the direction indicated by the arrow F2 to the second end 13 side of the housing 11.

この時、筐体１１は、ユーザが視認できない程度、例えば１μｍ前後の微小な変形を生じている。筐体１１には、圧縮応力Ｓ１と、引張応力Ｓ２とが発生する。圧縮応力Ｓ１及び引張応力Ｓ２は、ユーザが加えたねじりの変形の大きさに対応する。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す圧縮応力Ｓ１及び引張応力Ｓ２は、代表的に示したものであり、筐体１１の軸方向及び周方向に亘って同様な応力が他にも発生している。 At this time, the housing 11 is slightly deformed to the extent that the user cannot see it, for example, about 1 μm. A compressive stress S1 and a tensile stress S2 are generated in the housing 11. The compressive stress S1 and the tensile stress S2 correspond to the magnitude of the torsional deformation applied by the user. The compressive stress S1 and the tensile stress S2 shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B) are typically shown, and similar stresses are present in the axial direction and the circumferential direction of the housing 11. It is also occurring in.

センサ１５は、筐体１１の変形に応じて共に変形する。これにより、センサ１５の圧電フィルム２１が変形する。圧電フィルム２１は、圧縮応力Ｓ１及び引張応力Ｓ２が生じる。圧電フィルム２１は、圧縮応力Ｓ１及び引張応力Ｓ２に比例する大きさの分極を発生する。これにより、センサ用検出回路１８は、発生した分極を中和するために移動する電荷を検出する。すなわち、センサ１５は、ユーザが加えたねじりの変形の大きさに応じた電荷を発生することができる。 The sensor 15 is deformed together according to the deformation of the housing 11. As a result, the piezoelectric film 21 of the sensor 15 is deformed. The piezoelectric film 21 generates a compressive stress S1 and a tensile stress S2. The piezoelectric film 21 generates polarization having a magnitude proportional to the compressive stress S1 and the tensile stress S2. As a result, the sensor detection circuit 18 detects the electric charge that moves to neutralize the generated polarization. That is, the sensor 15 can generate an electric charge according to the magnitude of the twist deformation applied by the user.

圧電フィルム２１の一軸延伸方向９００は、筐体１１の軸方向に対して０°の角度を成している。圧縮応力Ｓ１及び引張応力Ｓ２は、それぞれ一軸延伸方向９００に対して、概ね４５°の角度を成している。このため、圧電フィルム２１は、効率よく電荷を発生することができる。なお、圧電フィルム２１の一軸延伸方向９００は、筐体１１の軸方向に対して９０°の角度を成している場合でも、圧縮応力Ｓ１及び引張応力Ｓ２は、それぞれ一軸延伸方向９００に対して、概ね４５度の角度を成す。従って、この場合においても圧電フィルム２１は、効率よく電荷を発生することができる。 The uniaxial stretching direction 900 of the piezoelectric film 21 forms an angle of 0 ° with respect to the axial direction of the housing 11. The compressive stress S1 and the tensile stress S2 each form an angle of approximately 45 ° with respect to the uniaxial stretching direction 900. Therefore, the piezoelectric film 21 can efficiently generate electric charges. Even when the uniaxial stretching direction 900 of the piezoelectric film 21 forms an angle of 90 ° with respect to the axial direction of the housing 11, the compressive stress S1 and the tensile stress S2 are respectively with respect to the uniaxial stretching direction 900. , Form an angle of approximately 45 degrees. Therefore, even in this case, the piezoelectric film 21 can efficiently generate electric charges.

センサ用検出回路１８は、積分回路を備えていてもよい。センサ用検出回路１８は、圧電フィルム２１で発生する電荷を積算して電圧値として算出する。マイコン１７は、センサ用検出回路１８で検出した電圧値を、筐体１１の変形の大きさ、つまりユーザが筐体１１にかけている負荷として算出する。なお、センサ用検出回路１８は、積分回路を備えていない場合、検知する電荷量は筐体１１の変形の速度に比例した値となる。 The sensor detection circuit 18 may include an integrator circuit. The sensor detection circuit 18 integrates the electric charges generated by the piezoelectric film 21 and calculates it as a voltage value. The microcomputer 17 calculates the voltage value detected by the sensor detection circuit 18 as the magnitude of deformation of the housing 11, that is, the load applied to the housing 11 by the user. When the sensor detection circuit 18 is not provided with the integration circuit, the amount of charge to be detected is a value proportional to the speed of deformation of the housing 11.

マイコン１７は、算出した負荷を表示部１６に表示する。例えば、図１（Ａ）に示すように、表示部１６は、筐体１１にかけている負荷をグラフで表示する。これにより、表示部１６はユーザに対して、筐体１１にかけている負荷を視覚的に示すことができる。また、表示部１６は、グラフ表示のみでなく、その他さまざまな態様で負荷を視覚的に示してもよい。例えば、表示部１６は、負荷に応じて色が変わるように表示する。この場合、表示部１６は、負荷が弱い時には青、徐々に強くすることにより緑から黄色に変化し、非常に強い時には赤く表示する。また、表示部１６は、負荷を数字、文字、又は記号を用いて表示してもよい。 The microcomputer 17 displays the calculated load on the display unit 16. For example, as shown in FIG. 1A, the display unit 16 graphically displays the load applied to the housing 11. As a result, the display unit 16 can visually indicate to the user the load applied to the housing 11. Further, the display unit 16 may visually indicate the load not only in the graph display but also in various other modes. For example, the display unit 16 displays so that the color changes according to the load. In this case, the display unit 16 displays blue when the load is weak, changes from green to yellow by gradually increasing the load, and displays red when the load is very strong. Further, the display unit 16 may display the load by using numbers, characters, or symbols.

表示部１６は、一表示態様として、疑似的に筐体１１が捻じれたような画像を表示してもよい。例えば、表示部１６は、検出した力の大きさに応じて、筐体１１をらせん状に捻る画像、布を絞る画像、又は紐の束を縄のように撚る画像等、を表示してもよい。これにより、ユーザは、あたかも表示部１６に表示されているものに力を加えたような錯覚を起こす。このため、ユーザは、筐体１１が捻じれたように感じるため、加えている負荷を実感しながらトレーニングを行うことができる。また、ユーザは、表示部１６に表示されたものに力を加えているように感じるため、表示部１６に何も表示しない場合に比べて、筐体１１に大きな負荷を加えることができる。表示部１６は、筐体１１に加えていく力に応じて、何かが破壊されるような画像を表示させてもよい。例えば、マイコン１７は、ユーザの破壊するターゲット物体（例えば氷）と、ユーザに該ターゲット物体を破壊する指示と、を表示部１６に表示する。ユーザが筐体１１を捻じると、マイコン１７は、ユーザが筐体１１に加えた負荷に応じてターゲット物体が破壊されていく様子を表示部１６に表示する。これにより、ユーザは、実際にターゲット物体を破壊したかのような一種の錯視を感じる。従って、把持負荷検出デバイス１０は、表示部１６にユーザが力を自然と加えていくように画像を表示することにより、ユーザの筐体１１への負荷のかけ具合を誘導することができる。なお、表示部１６に表示するターゲット物体の破壊のし易さは、ユーザのレベル又はトレーニングのレベルに応じて変更することができる。 As one display mode, the display unit 16 may display an image in which the housing 11 is pseudo-twisted. For example, the display unit 16 displays an image of twisting the housing 11 in a spiral shape, an image of squeezing a cloth, an image of twisting a bundle of strings like a rope, or the like, depending on the magnitude of the detected force. May be good. As a result, the user has the illusion that the force is applied to what is displayed on the display unit 16. Therefore, since the user feels that the housing 11 is twisted, the user can perform training while feeling the applied load. Further, since the user feels that he / she is exerting a force on what is displayed on the display unit 16, a larger load can be applied to the housing 11 as compared with the case where nothing is displayed on the display unit 16. The display unit 16 may display an image in which something is destroyed according to the force applied to the housing 11. For example, the microcomputer 17 displays on the display unit 16 a target object to be destroyed by the user (for example, ice) and an instruction to the user to destroy the target object. When the user twists the housing 11, the microcomputer 17 displays on the display unit 16 how the target object is destroyed according to the load applied to the housing 11. As a result, the user feels a kind of optical illusion as if the target object was actually destroyed. Therefore, the gripping load detecting device 10 can guide the degree of load applied to the housing 11 of the user by displaying an image on the display unit 16 so that the user naturally applies a force. The ease of destroying the target object displayed on the display unit 16 can be changed according to the level of the user or the level of training.

ユーザは、表示部１６から筐体１１にかけている負荷を確認できる。このため、ユーザは、負荷を調節しながらトレーニングを行うことができる。また、把持負荷検出デバイス１０は、ユーザに対してセンサ用検出回路１８で検出した負荷を表示するため、トレーニングを楽しみながら行える。例えばユーザが筋肉に所定の負荷を一定時間かける必要があるアイソメトリックトレーニングを行う場合であっても、ユーザは、集中力を維持し易い。 The user can confirm the load applied to the housing 11 from the display unit 16. Therefore, the user can perform training while adjusting the load. Further, since the gripping load detecting device 10 displays the load detected by the sensor detection circuit 18 to the user, the training can be enjoyed. For example, even when the user performs isometric training in which a predetermined load needs to be applied to the muscle for a certain period of time, the user can easily maintain concentration.

なお、表示部１６は、把持負荷検出デバイス１０に内蔵する必要はない。例えば、ユーザの携帯するスマートフォン等の情報処理装置に画像を表示してもよい。この場合、ユーザが把持負荷検出デバイス１０を使用すると、マイコン１７は、センサ１５の検出値に関する情報をスマートフォンに送信する。スマートフォンは、把持負荷検出デバイス１０が送信した情報を表示する。これにより、ユーザはスマートフォンでトレーニング状況を確認できる。この場合、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０を顔の前に持つ必要が無い。 The display unit 16 does not need to be built in the gripping load detection device 10. For example, the image may be displayed on an information processing device such as a smartphone carried by the user. In this case, when the user uses the gripping load detection device 10, the microcomputer 17 transmits information regarding the detection value of the sensor 15 to the smartphone. The smartphone displays the information transmitted by the gripping load detection device 10. As a result, the user can check the training status on the smartphone. In this case, the user does not need to hold the gripping load detecting device 10 in front of the face.

なお、把持負荷検出デバイス１０は、表示部１６に加えて、又は表示部１６に換えてスピーカを備えていてもよい。スピーカは、検出した負荷の大きさに応じた音を出す。把持負荷検出デバイス１０が、表示部１６に加えてスピーカを備える場合、スピーカは、画像とリンクした音を出してもよい。この場合、ユーザは、表示部１６に表示されたものに力を加えたような錯覚をさらに起こし易くなる。またスピーカは、検出した負荷の大きさに応じて音量を変化させた音を出してもよく、高さを変化させた音を出してもよい。音の高さを変化させる場合、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０を一種の楽器として用いることができる。例えば、ユーザは、表示部１６に表示される指示に合わせて力の入れ方を変化させることにより、音楽を奏でることができる。ユーザは、把持負荷検出デバイス１０を用いながらゲーム感覚で筋力トレーニングを行うことができる。 The gripping load detection device 10 may include a speaker in addition to the display unit 16 or in place of the display unit 16. The speaker emits a sound according to the magnitude of the detected load. When the gripping load detecting device 10 includes a speaker in addition to the display unit 16, the speaker may emit a sound linked to an image. In this case, the user is more likely to have the illusion that a force is applied to what is displayed on the display unit 16. Further, the speaker may emit a sound whose volume is changed according to the magnitude of the detected load, or may emit a sound whose height is changed. When changing the pitch, the user can use the gripping load detecting device 10 as a kind of musical instrument. For example, the user can play music by changing the method of applying force according to the instruction displayed on the display unit 16. The user can perform strength training as if playing a game while using the gripping load detecting device 10.

また、表示部１６は、ユーザの筐体１１に対する負荷の加減、又は持続時間に応じて、「頑張れ」、「Ｆｉｇｈｔ！」等の文字を表示してもよい。例えば、マイコン１７は、センサ用検出回路１８の検出値と、マイコン１７の内蔵メモリ（不図示）に記憶された所定の閾値とを比較する。マイコン１７は、検出値が所定の閾値以下であると判断した場合、表示部１６に「もう少し」と表示する。これにより、ユーザは筐体１１に加えている負荷が足りないことを知ることができる。逆に、マイコン１７は、検出値が所定の閾値より大きいと判断した場合、表示部１６に「ＯＫ」と表示する。ユーザは筐体１１に加えている負荷が足りていることを知ることができる。さらに、表示部１６は、ユーザのトレーニングに必要な時間を表示してもよい。ユーザは、トレーニングに必要な時間を知ることができる。このように、把持負荷検出デバイス１０は、ユーザのトレーニングをサポートすることができる。 Further, the display unit 16 may display characters such as "Do your best" and "Fight!" Depending on the amount of load applied to the housing 11 of the user or the duration. For example, the microcomputer 17 compares the detection value of the sensor detection circuit 18 with a predetermined threshold value stored in the built-in memory (not shown) of the microcomputer 17. When the microcomputer 17 determines that the detected value is equal to or less than a predetermined threshold value, the microcomputer 17 displays "a little more" on the display unit 16. As a result, the user can know that the load applied to the housing 11 is insufficient. On the contrary, when the microcomputer 17 determines that the detected value is larger than the predetermined threshold value, the microcomputer 17 displays "OK" on the display unit 16. The user can know that the load applied to the housing 11 is sufficient. Further, the display unit 16 may display the time required for training the user. The user can know the time required for training. In this way, the gripping load detection device 10 can support user training.

把持負荷検出デバイス１０は、サーバと通信してもよい。例えば、マイコン１７の通信部は、センサ１５の検出値に関する情報を、把持負荷検出デバイス１０の提供者の管理するサーバに送信する。把持負荷検出デバイス１０の提供者とは、例えばスポーツジム、又は把持負荷検出デバイス１０の販売会社などである。 The gripping load detection device 10 may communicate with the server. For example, the communication unit of the microcomputer 17 transmits information regarding the detection value of the sensor 15 to a server managed by the provider of the gripping load detection device 10. The provider of the gripping load detecting device 10 is, for example, a sports gym or a sales company of the gripping load detecting device 10.

サーバは、センサ１５の検出値に関する情報を受信する。サーバは、受信した情報を解析する。例えば、サーバは、センサ１５の検出値から、ユーザのトレーニング状態（例えば１日の総運動量、又は消費カロリー）等を算出する。スポーツジムのインストラクターは、顧客であるユーザのトレーニング状態を見て、アドバイスメッセージを作成する。サーバは、把持負荷検出デバイス１０に、インストラクターの作成したメッセージを送信する。把持負荷検出デバイス１０は、サーバからメッセージを受信する。つまり、把持負荷検出デバイス１０は、送信した情報に応じた情報を受信する。表示部１６は、サーバから受信したメッセージを表示する。ユーザは、表示されたメッセージを確認することで、トレーニングのサポートを受けることができる。このように、把持負荷検出デバイス１０は、外部のサーバ等と通信することでユーザのトレーニングをサポートすることができる。 The server receives information about the detected value of the sensor 15. The server analyzes the received information. For example, the server calculates the training state of the user (for example, the total amount of exercise per day or the calorie consumption) from the detected value of the sensor 15. The gym instructor looks at the training status of the customer user and creates an advice message. The server sends a message created by the instructor to the gripping load detection device 10. The gripping load detection device 10 receives a message from the server. That is, the gripping load detection device 10 receives information according to the transmitted information. The display unit 16 displays the message received from the server. The user can receive training support by checking the displayed message. In this way, the gripping load detection device 10 can support user training by communicating with an external server or the like.

その他、サーバから送信する情報は、ユーザのトレーニング状態に応じたポイント等であってもよい。また、把持負荷検出デバイス１０の提供者は、ポイントに応じて何らかの特典をユーザに供与するシステムを構築してもよい。ユーザは、ポイントを確認することにより、トレーニングを促される。 In addition, the information transmitted from the server may be points or the like according to the training state of the user. Further, the provider of the gripping load detection device 10 may construct a system that provides some privilege to the user according to the points. The user is encouraged to train by confirming the points.

なお、把持負荷検出デバイス１０は、生体振戦を検出するものであってもよい。生体振戦は、生理的現象であり、筋肉の機械的な微小振動である。ユーザが筐体１１に接触すると、生体振戦が圧電フィルム２１に伝達される。 The gripping load detection device 10 may detect biological tremor. Biological tremor is a physiological phenomenon, which is a mechanical micro-vibration of muscles. When the user comes into contact with the housing 11, the biological tremor is transmitted to the piezoelectric film 21.

マイコン１７は、生体振戦を検知すると、ユーザが筐体１１に接触していると判定する。マイコン１７は、生体振戦を検知している状態の時だけ負荷を算出する。よってマイコン１７は、無駄な消費電力を削減できる。 When the microcomputer 17 detects the biological tremor, it determines that the user is in contact with the housing 11. The microcomputer 17 calculates the load only when the biological tremor is detected. Therefore, the microcomputer 17 can reduce unnecessary power consumption.

なお、把持負荷検出デバイス１０は、例えば血圧を下げる健康補助器具として使用することができる。高血圧疾患に関しては、静かにタオルを握る等の軽い運動を繰り返すことにより、血圧を下げる効果があることが知られている。 The gripping load detection device 10 can be used, for example, as a health aid for lowering blood pressure. For hypertensive diseases, it is known that repeating light exercise such as gently holding a towel has the effect of lowering blood pressure.

例えば、把持負荷検出デバイス１０は、ユーザが所定の負荷以上の負荷を筐体１１に加えた場合、表示部１６に警告を表示する。ユーザは、表示部１６を見ることにより筐体１１に加えている負荷が強すぎること、すなわち負荷のかけ過ぎを知ることができる。従って、ユーザは、適切な軽い負荷のかけ方を知ることができ、血圧を下げるための運動を行うことができる。 For example, the gripping load detecting device 10 displays a warning on the display unit 16 when a user applies a load equal to or greater than a predetermined load to the housing 11. By looking at the display unit 16, the user can know that the load applied to the housing 11 is too strong, that is, the load is excessively applied. Therefore, the user can know how to apply an appropriate light load and can perform exercise for lowering blood pressure.

次に、把持負荷検出デバイス１０の応用例について説明する。図５（Ａ）は、把持負荷検出デバイス１０の応用例として、充電台５１との組み合わせについて説明する模式図であり、図５（Ｂ）は、充電台５１で充電中の把持負荷検出デバイス１０を示す模式図である。 Next, an application example of the gripping load detection device 10 will be described. FIG. 5A is a schematic view illustrating a combination with the charging stand 51 as an application example of the gripping load detecting device 10, and FIG. 5B is a gripping load detecting device 10 charging on the charging stand 51. It is a schematic diagram which shows.

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、充電台５１は、把持負荷検出デバイス１０を差し込むように概ね円柱状に形成されている。充電台５１は、把持負荷検出デバイス１０と接続可能なピン５５を有する。把持負荷検出デバイス１０は、筐体１１の内側に不図示の充電ピンを有する。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the charging stand 51 is formed in a substantially columnar shape so as to insert the gripping load detecting device 10. The charging stand 51 has a pin 55 that can be connected to the gripping load detecting device 10. The gripping load detecting device 10 has a charging pin (not shown) inside the housing 11.

把持負荷検出デバイス１０は、充電台５１に差し込まれると、把持負荷検出デバイス１０の充電ピンと充電台５１のピン５５とが電気的に接続する。なお、把持負荷検出デバイス１０は、充電台５１と直接接続する必要はない。例えば、把持負荷検出デバイス１０は、電磁誘導を用いた非接触型の充電方式により充電されてもよい。 When the gripping load detecting device 10 is inserted into the charging stand 51, the charging pin of the gripping load detecting device 10 and the pin 55 of the charging stand 51 are electrically connected to each other. The gripping load detection device 10 does not need to be directly connected to the charging stand 51. For example, the gripping load detection device 10 may be charged by a non-contact charging method using electromagnetic induction.

図５（Ｂ）に示すように、表示部１６は、把持負荷検出デバイス１０の充電中に情報の表示を行ってもよい。表示部１６は、例えば、その日のユーザのトレーニング状態、又は現在のポイント数等を表示してもよい。これにより、ユーザはトレーニング状態等を把握することができる。 As shown in FIG. 5B, the display unit 16 may display information while charging the gripping load detecting device 10. The display unit 16 may display, for example, the training status of the user on that day, the current number of points, and the like. As a result, the user can grasp the training state and the like.

また、表示部１６は、ユーザのトレーニング状態とは関係ない情報を表示してもよい。表示部１６は、マイコン１７の通信部で受信した情報を表示できる。表示部１６は、ユーザが選択した画像、又は映像などの情報を表示してもよい。画像又は映像は、例えば、ニュース、広告、ユーザが登録した写真、又はトレーニングジム等からの通知又は指示を表示する。これにより、ユーザは、把持負荷検出デバイス１０をインテリア、又はモニタとして利用することができる。 Further, the display unit 16 may display information unrelated to the training state of the user. The display unit 16 can display the information received by the communication unit of the microcomputer 17. The display unit 16 may display information such as an image or a video selected by the user. The image or video displays, for example, news, advertisements, photographs registered by the user, or notifications or instructions from a training gym or the like. As a result, the user can use the gripping load detecting device 10 as an interior or a monitor.

図６（Ａ）は、第２実施形態に係る把持負荷検出デバイス２０の構成を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。図６（Ａ）は、把持部６５を破線で、かつ透過させる形で表している。なお、第２実施形態の説明において第１実施形態と同様の構造については説明を省略する。 6 (A) is a perspective view showing the configuration of the gripping load detecting device 20 according to the second embodiment, and FIG. 6 (B) is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 6 (A). FIG. 6A shows the grip portion 65 as a broken line and transparent. In the description of the second embodiment, the description of the structure similar to that of the first embodiment will be omitted.

把持負荷検出デバイス２０は、筐体６１、及び把持部６５を備える。把持部６５は、筐体６１の外周で、把持領域１４に配置されている。筐体６１は、中央部分が把持領域１４に比べて断面積が小さくなるように形成されている。把持負荷検出デバイス２０の把持領域１４は、ユーザが把持し易い太さとなるように形成されている。これにより、ユーザは、把持負荷検出デバイス２０を把持し易く、また力を加え易くなる。 The gripping load detecting device 20 includes a housing 61 and a gripping portion 65. The grip portion 65 is arranged in the grip region 14 on the outer circumference of the housing 61. The housing 61 is formed so that the central portion has a smaller cross-sectional area than the gripping area 14. The gripping area 14 of the gripping load detecting device 20 is formed to have a thickness that is easy for the user to grip. This makes it easier for the user to grip the gripping load detecting device 20 and to apply force.

把持部６５は、センサ６３及び保護フィルム６４を備える。センサ６３は、筐体６１の外周に貼りつけられている。このため、センサ６３は、筐体６１から着脱が容易となる。また、保護フィルム６４は、センサ６３を覆うようにセンサ６３に積層して貼りつけられている。 The grip portion 65 includes a sensor 63 and a protective film 64. The sensor 63 is attached to the outer periphery of the housing 61. Therefore, the sensor 63 can be easily attached to and detached from the housing 61. Further, the protective film 64 is laminated and attached to the sensor 63 so as to cover the sensor 63.

ユーザは、使用時に把持部６５を把持する。センサ６３は、保護フィルム６４を介してユーザの加える負荷を検知する。ユーザが把持部６５を把持することにより、センサ６３はユーザの手により覆い隠される。このため、センサ６３及び保護フィルム６４は透光性を有していなくてもよい。従って、センサ６３の材料が幅広く選択できる。また、筐体６１は、中央部分のみ透光性を有していればよく、把持領域１４は透光性を有していなくてもよい。 The user grips the grip portion 65 at the time of use. The sensor 63 detects the load applied by the user via the protective film 64. When the user grips the grip portion 65, the sensor 63 is covered by the user's hand. Therefore, the sensor 63 and the protective film 64 do not have to have translucency. Therefore, the material of the sensor 63 can be widely selected. Further, the housing 61 may have translucency only in the central portion, and the gripping region 14 may not have translucency.

なお、把持部６５は、滑り止め等の処理が施されていてもよい。例えば、筐体６１は、直接ローレット加工が施されていてよい。また、センサ６３は、保護フィルム６４の代わりに、テニス又はバドミントンのラケットに用いるようなテープが撒きつけられていても良い。これにより、ユーザは、筐体６１を安定して把持し易くなる。 The grip portion 65 may be treated to prevent slipping or the like. For example, the housing 61 may be directly knurled. Further, the sensor 63 may be sprinkled with a tape such as that used for a tennis or badminton racket instead of the protective film 64. This makes it easier for the user to stably grip the housing 61.

最後に、本実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Finally, the description of this embodiment should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

１０，２０…把持負荷検出デバイス
１１，６１…筐体
１５，６３…センサ
１６…表示部
２１…圧電フィルム
６５…把持部10, 20 ... Gripping load detection device 11, 61 ... Housing 15, 63 ... Sensor 16 ... Display 21 ... Piezoelectric film 65 ... Gripping part

Claims (10)

ユーザが把持する筒状の筐体と、
前記筐体に貼り付けられ、前記ユーザの把持によって前記筐体にかかる負荷を検出する
センサと、
前記筐体にかかる負荷を視覚的に示す表示部と、
を備えており、
前記表示部は、前記筐体の内部に配置される、
把持負荷検出デバイス。 A cylindrical housing that the user holds and
A sensor attached to the housing and detecting a load applied to the housing by the user's grip.
A display unit that visually shows the load applied to the housing and
Equipped with a,
The display unit is arranged inside the housing.
Gripping load detection device. 前記センサは、前記筐体に対するねじりを検出する
請求項１に記載の把持負荷検出デバイス。 The gripping load detecting device according to claim 1, wherein the sensor detects a twist on the housing. 前記筐体は透光性を有する、
請求項１又は請求項２に記載の把持負荷検出デバイス。 The housing is translucent.
The gripping load detecting device according to claim 1 or 2. 前記表示部は、前記筐体の変形に対応する画像を表示する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の把持負荷検出デバイス。 The display unit displays an image corresponding to the deformation of the housing.
The gripping load detecting device according to any one of claims 1 to 3. 前記センサは、ポリ乳酸からなる圧電フィルムを有する、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の把持負荷検出デバイス。 The sensor has a piezoelectric film made of polylactic acid.
The gripping load detecting device according to any one of claims 1 to 4. 前記圧電フィルムの延伸方向は、前記筐体の軸方向又は周方向に沿って配置される、
請求項５に記載の把持負荷検出デバイス。 The stretching direction of the piezoelectric film is arranged along the axial direction or the circumferential direction of the housing.
The gripping load detecting device according to claim 5. 前記センサは、前記筐体の内部に配置される
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の把持負荷検出デバイス。 The gripping load detecting device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the sensor is arranged inside the housing. 前記筐体の外周に配置された把持部をさらに備え、
前記センサは、前記把持部に対応する位置に配置される、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の把持負荷検出デバイス。 Further provided with a grip portion arranged on the outer periphery of the housing,
The sensor is arranged at a position corresponding to the grip portion.
The gripping load detecting device according to any one of claims 1 to 6. 前記センサの検出値に関する情報を外部へ送信する送信部と、
外部から情報を受信する受信部と、をさらに備えた、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の把持負荷検出デバイス。 A transmitter that transmits information about the detected value of the sensor to the outside,
Further equipped with a receiver that receives information from the outside,
The gripping load detecting device according to any one of claims 1 to 6. 前記受信部は、前記送信部から送信した情報に対する応答を受信する、
請求項９に記載の把持負荷検出デバイス。 The receiving unit receives a response to the information transmitted from the transmitting unit.
The gripping load detecting device according to claim 9.
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