JP2018020002A - 力感フィードバック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レジャー、スポーツ等で使用する道具をそのまま使用して、手軽にユーザに正確な動きを学習させること。【解決手段】自転回転するジャイロ部23及びモータ22と、これらを取付対象となる軸部12に取付け、ジャイロ部23の回転面が、軸部12を回転運動させる面、及び軸部の軸方向と共に平行となるように調整して固定する取付調整部21とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばゴルフやゲートボールなど、長尺物を正確に回転させる必要があるレジャー、スポーツに好適な力感フィードバック装置に関する。

従来、カヌー、カヤック等のパドリングスポーツを対象として、パドル操作をユーザに反復して学習させる専用の学習装置が提案されていた。（例えば、特許文献１）

Ｇｅｏｒｇ Ｒａｕｔｅｒ ｅｔ ａｌ，"Ａ Ｔｅｎｄｏｎ−Ｂａｓｅｄ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｒｏｂｏｔ Ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ Ｍｏｔｏｒ Ｌｅａｒｎｉｎｇ ｉｎ Ｓｐｏｒｔｓ"，Ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ２０１０ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ｂｉｏｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ｐｐ．２６−２９．

また前記技術とは別に、ゴルフにおいてユーザにゴルフクラブを正確にスイングさせるべく、スイングの軌道が正確な平面が描いていない場合に違和感を生じるような振動を発生する、練習専用のゴルフクラブが開発され、製品化されている。

しかしながら、前述した各技術は、いずれも学習を行なうための専用の装置であり、それらのレジャー、スポーツ等で実際に使用する道具ではない。そのため、レジャー、スポーツ等で実際に使用する、手になじんだ愛用の道具などを用いての学習を行なうことはできなかった。

本発明は前記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、レジャー、スポーツ等で使用する道具をそのまま使用して、手軽にユーザに正確な動きを学習させることが可能な力感フィードバック装置を提供することにある。

本発明の一態様は、自転回転するジャイロ部と、前記ジャイロ部を取付対象となる軸部に取付け、前記ジャイロ部の回転面が、前記軸部を回転運動させる面、及び前記軸部の軸方向と共に平行となるように調整して固定する取付調整部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、レジャー、スポーツ等で使用する道具をそのまま使用して、手軽にユーザに正確な動きを学習させることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る力感フィードバック装置をゴルフクラブに取付けた外観構成を示す斜視図。 同実施形態に係る力感フィードバック装置全体の構成を説明する図。 同実施形態に係る図２中の矢印III方向から見た、取付調整部のより具体的な構成を示す図。 同実施形態に係る４種類のプレートそれぞれの実寸に基づいた形状を示す平面図。

以下、本発明を、ゴルフクラブの正しいスイング感覚を学習する力感フィードバック装置に適用した場合の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［構成］
図１は、力感フィードバック装置をゴルフクラブに取付けた外観構成を示す斜視図である。同図で、ゴルフクラブ１０は、上部から順にグリップ部１１、シャフト部１２、及びヘッド部１３からなり、シャフト部１２のできるだけ上部で、ユーザがグリップ部１１を握った場合に邪魔にならないように、力感フィードバック装置２０を取付ける。

力感フィードバック装置２０は、前記シャフト部１２に取付けて取付角度等を調整する取付調整部２１と、モータ部２２、及びジャイロ部２３とを有する。ジャイロ部２３は、詳細な構成は後述するが、一対の円盤状のカバー内でジャイロが前記モータ部２２の駆動により回転する。

このゴルフクラブ１０をユーザがスイングする際のスイング面が乱れた場合、モータ部２２はジャイロ効果による反力を発生して、ユーザに乱れを感覚として伝えることとなる。そのため、力感フィードバック装置２０のジャイロ部２３の回転面は、ゴルフクラブ１０のヘッド部１３のヘッド面１３Ａと直交し、且つゴルフクラブ１０をスイングする面、及びグリップ部１１の軸方向の双方と平行となるように、取付調整部２１の取付時に正確に調整する必要がある。

また、同図に示すように右利き用のゴルフクラブ１０の場合、図中の矢印Ｉで示す方向から見た、前記ジャイロの回転方向は反時計方向、すなわちゴルフクラブ１０のスイングにより生じる遠心力とスイングの回転方向から、ジャイロの回転に順方向に力が加わる必要がある。

図２は、シャフト部１２の軸方向を横にしてジャイロ部２３が最も上に位置する方向から見た、力感フィードバック装置２０全体の構成を説明する図である。シャフト部１２に対して一対のプレート３１Ａ，３１Ｂがボルト３２，３３を用いて挟持するように固定される。さらにこれら一対のプレート３１Ａ，３１Ｂがスリット３４Ａ１，３４Ｂ１から突出するようにして、一対のプレート３４Ａ，３４Ｂでシャフト部１２を挟持してボルト３５，３６を用いて固定される。したがって、シャフト部１２が前記２対のプレート３１Ａ，３１Ｂ、プレート３４Ａ，３４Ｂによって挟持されることで、力感フィードバック装置２０がゴルフクラブ１０に取付けて固定される。

前記ボルト３６は、一対のプレート３７Ａ，３７Ｂの取付部も兼ねている。プレート３７Ａ，３７Ｂの他端では突出部が、一対のＵ字状プレート３８Ａ，３８Ｂ（同図は側面）の後述するスリットに挿入された状態でボルト４１を用いて固定される。

プレート３７Ａ，３７Ｂは、スリット３７Ａ１，３７Ｂ１を形成して前記ボルト３６の取付位置を調整可能としており、ボルト３６の固定位置に応じてシャフト部１２と前記ジャイロ部２３との間の距離が調整できる構成としている。

Ｕ字状プレート３８Ａ，３８Ｂは、一対でモータ部２２を挟持して２対のボルト／ナット３９Ａ，４０Ａ，３９Ｂ，４０Ｂを用いて固定する。モータ部２２に対してジャイロ部２３のカバー２３Ｂが取付けて固定される。

ジャイロ部２３は、例えば４対のボルト２３Ｇ１〜２３Ｇ４，２３Ｈ１〜２３Ｈ４を用いてカバー２３Ａ，２３Ｂが一定の間隔を空けて設けられ、それらの間でジャイロ２３Ｃが前記モータ部２２の回転軸２２Ａと接続されて、回転駆動される。

ジャイロ２３Ｃは、一対のディスク２３Ｄ，２３Ｅを、図示しない例えば６対のボルト／ナットにより固定し、それらディスク間に、前記ボルト／ナットの外側から周状にワイヤ２３Ｆを巻回した状態で構成される。ジャイロ２３Ｃの回転物としての重量は、巻回するワイヤ２３Ｆの量により調整される。

図３は、前記図２中の矢印III方向から見た、特に前記取付調整部２１のより具体的な構成を示す図である。また図４は、取付調整部２１を構成する４種類のプレートの実寸に基づく形状を示す平面図である。

シャフト部１２を挟持する一対のプレート３１Ａ，３１Ｂは、図４（Ｃ）に示すように、プレート３４Ａ，３４Ｂのスリット３４Ａ１，３４Ｂ１を形成するべく打ち抜かれた金属片に貫通孔３１Ａ１，３１Ａ２，３１Ｂ１，３１Ｂが形成されて構成される。

これらプレート３１Ａ，３１Ｂを、２対のボルト３２Ａ，３３Ａ，３２Ｂ，３３Ｂと長軸ナット５２Ａ，５２Ｂを用いてシャフト部１２を挟持するように固定する。

これらプレート３１Ａ，３１Ｂが前記スリット３４Ａ１，３４Ｂ１から突出するようにした、前記プレート３４Ａ，３４Ｂは、図４（Ｃ）に示すように、両端にそれぞれ貫通孔３４Ａ４，３４Ａ５，３４Ｂ４，３４Ｂ５を形成した突起部３４Ａ２，３４Ａ３，３４Ｂ２，３４Ｂ３を有している。

その一方（図の下方）の突起部３４Ａ３，３４Ｂ３で貫通孔３４Ａ５，３４Ｂ５を介して１対のボルト３５Ａ，３５と長軸ナット５１を取付けることにより、シャフト部１２の径に合わせてプレート３４Ａ，３４Ｂ間の距離が調整される。

プレート３４Ａ，３４Ｂの他方（図の上方）の突起部３４Ａ２，３４Ａ３，３４Ｂ２で貫通孔３４Ａ４，３４Ｂ４を介して、前述した如くボルト３６Ａ，３６Ｂと長軸ナット５３Ａ，５３Ｂ，５４を用いて、図４（Ｂ）に示すプレート３７Ａ，３７Ｂが、そのスリット３７Ａ１，３７Ｂ１に沿ったＤ１の範囲内で任意位置に締め付けて固定される。

ここでは長軸ナット５４が２本のボルト３６Ａ，３６Ｂを連結し、ボルト３６Ａ，３６Ｂの各軸上の長軸ナット５３Ａ，５３Ｂの位置間の距離によりプレート３４Ａ，３４Ｂ間の距離が調整されて、プレート３４Ａ，３４Ｂがシャフト部１２を挟持、固定する。

プレート３７Ａ，３７Ｂの一端（図の上方）には、突起部３７Ａ２，３７Ｂ２が形成され、貫通孔３７Ａ３，３７Ｂ３が設けられる。これら突起部３７Ａ２，３７Ｂ２を図４（Ａ）に示すようなＵ字状プレート３８Ａ，３８Ｂの屈曲部中央のスリット３８Ａ１，３８Ｂ１に挿入した上で２対のボルト／ナット４１Ａ，５５Ａ，４１Ｂ，５５Ｂにより締め付けて固定することで、プレート３７Ａ，３７Ｂに対してＵ字状プレート３８Ａ，３８Ｂが固定される。

これらＵ字状プレート３８Ａ，３８Ｂは、屈曲部中央内側の突起部３８Ａ２，３８Ｂ２をモータ部２２の側面に形成された図示しない切り込み部に差し入れて側面左右より挟持し、両脚部のスリット３８Ａ３，３８Ａ４，３８Ｂ３，３８Ｂ４を介して２対のボルト／ナット３９Ａ，４０Ａ，３９Ｂ，４０Ｂにより締め付けて固定することで、モータ部２２を固定して支持する。

モータ部２２の底部からこのモータ部２２の電源ライン６１，６２が導出され、プレート３４Ｂに取付けられたドライバ回路（Ｄｖ．）６３に接続される。このドライバ回路６３は、前記ジャイロ２３Ｃの回転を開始／停止させる電源スイッチ６４を有し、図示しない外部のバッテリ（ＢＡＴＴ）から電源ケーブル６５を介して送られてくる電力により、必要に応じてモータ部２２に電力を供給して、前記ジャイロ２３Ｃを回転駆動させる。

［動作］
前記のようにして力感フィードバック装置２０を取付け、その位置と角度の調整を終えたゴルフクラブ１０を用いてスイングの練習を行なう場合、前記電源スイッチ６４の操作により電源を投入して、ジャイロ部２３のジャイロ２３Ｃが回転することで、ジャイロモーメントが発生する。

したがって、ゴルフクラブ１０をスイングする際にシャフト部１２の軌跡となる回転面と、ジャイロ部２３のジャイロ２３Ｃの回転面とが終始正確に平行である場合には、ゴルフクラブ１０をスイングしているユーザには特に違和感を生じない。

一方で、ゴルフクラブ１０をスイングする際に、シャフト部１２の軌跡となる回転面と、ジャイロ部２３のジャイロ２３Ｃの回転面とが少なくとも一部で平行ではなかった場合、例えばスイングの途中でグリップ部１１でのユーザのグリップ状態に捻るような動きが加わった場合、ジャイロ２３Ｃで発生しているジャイロモートの大きさに基づいて元の回転面に戻そうとする力が発生し、その力がグリップ部１１に伝わって、ユーザに実感されることとなる。

そのため、ゴルフクラブ１０をスイングしているユーザはその時点でスイングが正確な回転面に沿ったものではないことを即時感覚的に認識することができる。

このとき発生する力は、ジャイロモーメントの大きさに比例するもので、ジャイロ部２３のジャイロ２３Ｃの重量、モータ部２２によるジャイロ２３Ｃの回転速度、及び、ゴルフクラブ１０のシャフト部１２の軸線とジャイロ２３Ｃの回転面との間の距離により変わる。

したがって、ジャイロ２３Ｃで巻回するワイヤ２３Ｆの量を変えること、モータ部２２によるジャイロ２３Ｃの回転速度を変えるよう設定すること（あるいはモータ部２２の機種自体を替えること）でもジャイロモーメントの大きさを変えることはできるが、それらに代えて、力感フィードバック装置２０をゴルフクラブ１０に取付ける際のプレート３７Ａ，３７Ｂのスリット３７Ａ１，３７Ｂ１に沿ったボルト３６Ａ，３６Ｂの位置を調整することでも、気軽にジャイロモーメントの大きさを変えることができる。

この力感フィードバック装置２０を取付けたゴルフクラブ１０でのスイング練習を繰返し行ない、ジャイロモーメントが最も大きくなるように、プレート３７Ａ，３７Ｂのスリット３７Ａ１，３７Ｂ１でボルト３６Ａ，３６Ｂがジャイロ部２３側から最も離れる位置に調整した状態でも、ジャイロモーメントの反力による違和感を特に感じることなくスイングが実行できるようになることで、正しいスイング動作が習得できる。

なお前記実施形態では、電力は外部の図示しないバッテリから電源ケーブル６５を介して供給されるものとして説明したが、本発明はこれに限らず、力感フィードバック装置２０自体にバッテリを内蔵するものとしても良い。

また前記実施形態は、１本のゴルフクラブ１０に対して１個の力感フィードバック装置２０を取付ける場合を例にとって説明したが、１本のゴルフクラブ１０に複数、例えば２個の力感フィードバック装置２０，２０を取付けることも考えられる。

その場合、２個のフィードバック装置２０，２０は、共にシャフト部１２の上部側でグリップ部１１に近く、且つシャフト部１２を挟んで各ジャイロ部２３が相対向するように取付けることで、ゴルフクラブ１０の上下、前後各方向の重量バランスになるべく悪影響を与えないようにすることが望ましい。

さらに、力感フィードバック装置２０の取付対象は、ゴルフクラブのみに限らず、例えばゲートボールで使用するスティックなど、正確なスイング動作が必要となるレジャーやスポーツにおいて、特に本装置が有用となる。

その他、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、前述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。前述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１０…ゴルフクラブ、１１…グリップ部、１２…シャフト部、１３…ヘッド部１３、１３Ａ…ヘッド面、２０…取付調整部、２１…取付調整部、２２…モータ部、２３…ジャイロ部、２３Ａ，２３Ｂ…カバー、２３Ｃ…ジャイロ、２３Ｄ，２３Ｅ…ディスク、２３Ｆ…ワイヤ、３１Ａ，３１Ｂ…プレート、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３３，３３Ａ，３３Ｂ…ボルト、３４Ａ，３４Ｂ…プレート、３５，３５Ａ，３５Ｂ，３６，３６Ａ，３６Ｂ…ボルト、３７Ａ，３７Ｂ…プレート、３８Ａ，３８Ｂ…Ｕ字状プレート、３９Ａ，３９Ｂ…ボルト、４０Ａ，４０Ｂ…ナット、４１，４１Ａ，４１Ｂ…ボルト、５１，５２Ａ，５２Ｂ，５３Ａ，５３Ｂ，５４…長軸ナット、５５Ａ，５５Ｂ…ナット、６１，６２…電源ライン、６３…ドライバ回路（Ｄｖ．）、６４…電源スイッチ、６５…電源ケーブル。

Claims (2)

1. 自転回転するジャイロ部と、
   前記ジャイロ部を取付対象となる軸部に取付け、前記ジャイロ部の回転面が、前記軸部を回転運動させる面、及び前記軸部の軸方向と共に平行となるように調整して固定する取付調整部と、
   を備えることを特徴とする力感フィードバック装置。
2. 前記取付調整部は、前記ジャイロ部と前記軸部との間の距離を可変調整する調整機構を有することを特徴とする請求項１記載の力感フィードバック装置。