TW201819002A - 附加有感測器的球用核心體 - Google Patents
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Abstract
提供可以獲得正確的計測結果之附加有感測器的球用核心體。 一種內建於球賽用的球之附加有感測器的球用核心體(100),其具備:作成球體形狀的外殼(60);第1功能元件(11);第2功能元件(32);電路基板(40);及鈕扣電池(45);第1功能元件(11)與第2功能元件(32)與電路基板(40)係藉由具有柔軟性的配線基板(50)連接成為一體,配線基板(50)被彎曲配設於外殼內(60)。其結果,各元件容易配置於作成球體形狀的外殼(60)內之適當位置。因此,可以獲得正確的計測結果。
Description
[0001] 本發明關於附加有感測器的球用核心體,特別是關於內建在野球等之球賽用的球之附加有感測器的球用核心體。
[0002] 習知上,為了進行球賽的選手之訓練目的,內部內建有感測器之附加有感測器的球及使用其之訓練系統被開發並實用化。 [0003] 此種附加有感測器的球及使用其的訓練系統被揭示於專利文獻1。以下使用圖7說明專利文獻1揭示的籃球900及籃球感測系統。圖7表示籃球900之構造的斷面圖。 [0004] 如圖7所示,在籃球900之中央配置有電子電路1318。電子電路1318構成為對用於表示籃球900本身存在的場所、動作、速度、加速度、旋轉、及溫度的1個或複數個信號進行傳送。亦即,在電子電路1318內安裝有電路基板,在電路基板上搭載有壓力感測器、光感測器、作為地磁感測器之磁力計、作為加速度感測器之加速度計等之感測器類、信號傳送機或其之電路元件等。 [0005] 又,籃球感測系統依據位於籃球900內的至少1個感測器所受取的信號,判定籃球900之投球(shot)得分否。籃球感測系統追蹤選手本身之表現,可以區分成功投球對失敗投球之特性,及依據實施態樣可以將本身之表現與其他選手之個人目標或表現進行比較。依據此種籃球及訓練系統,選手可以實現投籃技巧之提升。 [先前技術文獻] [專利文獻] [0006] [專利文獻1]特開平2014-193346號公報
[發明所欲解決之課題] [0007] 但是,將籃球900應用於如棒球的球般小型之系統時,係將包含地磁感測器的各種感測器及電路元件全部集中配設於球的中央,因此存在有地磁感測器容易受到其他元件或金屬體例如電池的影響之問題。因此,地磁感測器計測的計測結果成為正確性受影響的結果。又,欲獲得正確的計測結果需要將各元件分別配置於適當的位置。 [0008] 本發明有鑑於此種習知技術之實情,目的在於提供可以獲得正確的計測結果之附加有感測器的球用核心體。 [用以解決課題的手段] [0009] 為解決上述課題,本發明之附加有感測器的球用核心體,係內建於球賽用的球之附加有感測器的球用核心體,其特徵為具備:作成球體形狀的外殼;第1功能元件;第2功能元件;電路基板;及鈕扣電池;上述第1功能元件與上述第2功能元件與上述電路基板,係藉由具有柔軟性的配線基板連接成為一體,上述配線基板被彎曲配設於上述外殼內。 [0010] 如此構成之附加有感測器的球用核心體中,第1功能元件、第2功能元件與電路基板係藉由具有柔軟性的配線基板連接成為一體,被彎曲配設,因此各元件容易配置於作成球體形狀的外殼內之適當位置。因此,可以獲得正確的計測結果。 [0011] 又,上述構成中具有以下特徵:上述鈕扣電池被配置於上述外殼之中央,在上述電路基板之一方之面安裝有複數個電子元件,而且上述鈕扣電池被安裝於上述電路基板之另一方之面,上述第1功能元件配置於與上述電路基板之面面對的上述外殼之內壁,而且上述第2功能元件配置於與上述第1功能元件相反側的上述外殼之內壁。 [0012] 如此構成之附加有感測器的球用核心體中,將第1功能元件與第2功能元件配置於相互面對的外殼之內壁,而且將質量最大的鈕扣電池配置於外殼之中央,因此可以進行取得重量平衡的元件配置。 [0013] 又,上述構成中具有以下特徵:具有第1無線通信部,上述第1功能元件係上述第1無線通信部中的第1天線,上述第1天線係在上述電子元件側與上述電子元件分離而被配置,而且上述第2功能元件係對上述球的旋轉軸之變化與旋轉數進行計測的地磁感測器,上述地磁感測器與上述鈕扣電池分離而被配置。 [0014] 如此構成之附加有感測器的球用核心體中,使第2功能元件亦即地磁感測器與較大的金屬體亦即鈕扣電池分離而配置,因此較難受到金屬體之影響。因此,可以獲得基於地磁感測器的正確的計測結果。 [0015] 又,上述構成中具有以下特徵:在上述電路基板之上述一方之面之中央配置有加速度感測器與角速度感測器。 [0016] 如此構成之附加有感測器的球用核心體中,將角速度感測器及加速度感測器配置於電路基板之中央,因此可以減低離心力對角速度感測器及加速度感測器之影響。因此,可以獲得基於加速度感測器及角速度感測器的正確的計測結果。 [0017] 又,上述構成中具有以下特徵:具有第2無線通信部;及上述第2無線通信部中的第2天線;上述第2天線係藉由上述配線基板而與上述電路基板連接成為一體,而且上述電路基板與上述第2天線以挾持上述鈕扣電池的方式被配置。 [0018] 如此構成之附加有感測器的球用核心體,係以電路基板與第2天線與挾持鈕扣電池的方式進行配置,因此第2天線與位於電路基板側的第1天線被鈕扣電池遮蔽,不會有相互影響的問題。 [0019] 又,上述構成中具有以下特徵:上述第2無線通信部具有近距離無線通信功能,上述第1無線通信部具有通信距離較上述第2無線通信部長的無線通信功能。 [0020] 如此構成之附加有感測器的球用核心體中,具有第1無線通信部與第2無線通信部,因此可以藉由第1無線通信部將內部之資料傳送至外部,而且可以藉由第2無線通信部進行系統之再起動。 [發明之效果] [0021] 本發明之附加有感測器的球用核心體中,第1功能元件與第2功能元件與電路基板係藉由具有柔軟性的配線基板連接成為一體,而且被彎曲配設,因此各元件容易配置於作成球體形狀的外殼內之適當位置。因此,可以獲得正確的計測結果。
[0023] [實施形態] 以下,參照圖面說明本發明。本發明之實施形態的附加有感測器的球用核心體100,係內建於球賽用的球,供作為進行球賽的選手之訓練用。特別是,為了獲知棒球之投手投出之球如何旋轉,該旋轉對球之軌道帶來如何變化而開發者。本發明之附加有感測器的球用核心體之用途不限定於以下說明的實施形態可以進行適當變更。又,本說明書中,各圖面之說明中為了方便,而有記載右側、左側、後側、前側、上側、下側之情況,彼等係分別於各圖面內表示+X側、-X側、+Y側、-Y側、+Z側、-Z側者,製品之設置方向或使用時之方向不限定於彼等。 [0024] 首先,參照圖1乃至圖3,說明附加有感測器的球用核心體100之構成及構造。圖1係表示本發明之實施形態中的附加有感測器的球用核心體100之斜視圖,圖2係附加有感測器的球用核心體100之平面圖。又,圖3係表示配線基板50上的構成的模式圖。又,圖1及圖2中外殼60表示為透明者。 [0025] 如圖1及圖2所示,附加有感測器的球用核心體100由核心體本體90與外殼60構成,球用核心體本體90由鈕扣電池45與具有柔軟性的配線基板50構成。 [0026] 外殼60由聚碳酸酯樹脂形成。外殼60係藉由棒球之球之製造工程以容易捲繞線的方式形成為球體形狀,於該外殼60內收納有由配線基板50及鈕扣電池45構成的核心體本體90。收納有核心體本體90的外殼60,係以收納於同樣作成為球體形狀的彈性構件70內的狀態被收納於棒球之球內。 [0027] 鈕扣電池45配置於外殼60之中央,作為附加有感測器的球用核心體100之電源使用。鈕扣電池45形成為表面成為金屬體的圓盤狀,而且與其他全部之元件比較具有最重的質量。 [0028] 配線基板50係通常稱為剛性柔性基板(Rigid flexible printed board)者,如圖3所示,由具有柔軟性的複數個可撓部51與具有剛性的複數個剛性部53形成。配線基板50之剛性部53,係如圖1所示厚度形成為較可撓部51厚。 [0029] 可撓部51,如圖3所示,係由形成為較長的長方形形狀之第1可撓部51a、形成為較短的長方形形狀之第2可撓部51b、及同樣形成為較短的長方形形狀之第3可撓部51c之3個部分構成,複數個剛性部53係由俯視狀態下形成為大致圓形狀的第1剛性部53a、同樣俯視狀態下形成為大致圓形狀的第2剛性部53b、及俯視狀態下形成為大致正方形形狀的第3剛性部53c之3個部分構成。 [0030] 配線基板50構成為,在第1可撓部51a與第2可撓部51b之間連接有第1剛性部53a,在第2可撓部51b與第3可撓部51c之間連接有第2剛性部53b,在第3可撓部51c之端部連接有第3剛性部53c。 [0031] 在可撓部51之第1可撓部51a,第1功能元件11亦即第1天線11a沿著第1可撓部51a之長邊方向被形成。又,剛性部53之第1剛性部53a成為電路基板40,於第2剛性部53b形成有第2天線21,於第3剛性部53c安裝有第2功能元件32亦即地磁感測器31c。 [0032] 亦即,第1功能元件11的第1天線11a、電路基板40、第2天線21、與第2功能元件32的地磁感測器31c,係藉由形成配線基板50之具有柔軟性的可撓部51連接成為一體。又,地磁感測器31c及第2天線21,係設於與電路基板40之一方之基板面41a側為同一側之剛性部53之面,第1天線11a係設於與電路基板40之一方之基板面41a側為相反側之可撓部51之面。 [0033] 如圖1及圖2所示,在配線基板50之一部分即電路基板40之基板面41之中之一方之基板面41a(上側之面)安裝有複數個電子元件30。又,在電路基板40之基板面41之中之另一方之基板面41b(下側之面)安裝有前述鈕扣電池45。 [0034] 鈕扣電池45設有正電極與負電極之2個電極45a,該2個電極45a藉由焊錫與電路基板40進行電性及機構連接。在鈕扣電池45之上側之面與電路基板40之另一方之基板面41b之間安裝有雙面接著帶43,電路基板40被接著固定於鈕扣電池45。 [0035] 在安裝於電路基板40之一方之基板面41a的複數個電子元件30之中,包含加速度感測器31a與角速度感測器31b的計測用元件31係被搭載於電路基板40之一方之基板面41a之中央。在附加有感測器的球用核心體100中,加速度感測器31a與角速度感測器31b被收納於1個封裝內。又,在電路基板40之一方之基板面41a搭載有記憶體元件37。 [0036] 加速度感測器31a可以檢測出棒球之球之靜止狀態。又,角速度感測器31b可以檢測出球之移動。加速度感測器31a及角速度感測器31b不受金屬體之影響,因此即使金屬體亦即鈕扣電池45在附近亦不會有問題可以進行計測。又,加速度感測器31a及角速度感測器31b搭載於電路基板40之一方之基板面41a之中央,因此不容易受離心力影響,可以正確進行計測。 [0037] 作為搭載於附加有感測器的球用核心體100之計測用元件31,除加速度感測器31a與角速度感測器31b以外,還有搭載於前述配線基板50之第3剛性部53的地磁感測器31c。地磁感測器31c可以檢測出球之旋轉數及旋轉軸(旋轉方向)之變化。 [0038] 作為計測用元件31而具有加速度感測器31a與角速度感測器31b與地磁感測器31c,據此則可以檢測出自投手之投球動作之開始至捕手捕球為止之間球本身之地軸如何旋轉。 [0039] 上述投手之投球動作之開始可以藉由角速度感測器31b檢測出。通常,球即使僅些微移動,角速度感測器31b也可以輸出至少幾個檢測值,在投手進入投球動作之前,亦即在固定姿勢(SET POSITION)靜止之狀態下,角速度感測器31b之檢測值成為規定值以下。因此,當角速度感測器31b之檢測值成為該規定值以下時,可以判定為投手之投球動作開始。因此,此時之球之位置成為計測之基準位置。又,於該基準位置之判定時可以並用加速度感測器31a。 [0040] 之後,投手進行投球動作後,取得球之旋轉方向、旋轉速度以及球相對於上述基準位置的位置之資料,該資料被記錄於安裝於電路基板40的記憶體元件37。 [0041] 在電路基板40之一方之基板面41a(上側之面),除計測用元件31或記憶體元件37以外,亦形成有形成第1無線通信部10的第1無線通信電路13及形成第2無線通信部20的第2無線通信電路23,安裝有由作為第1無線通信電路13及第2無線通信電路23使用的第1無線通信用電子元件35a及第2無線通信用電子元件35b形成的通信用電子元件35。 [0042] 第1無線通信部10具有稱為藍牙(登記商標)的無線通信功能,係由第1無線通信電路13與前述第1天線11a構成,設定為可以進行與外部之通信。因此,可以將上述加速度感測器31a與角速度感測器31b與地磁感測器31c獲得的計測結果之資料傳送至外部。 [0043] 第2無線通信部20具有稱為NFC(近場通訊(Near Field radio Communication))的通信距離較上述第1無線通信部10之通信距離短的近距離無線通信功能,係由第2無線通信電路23與前述第2天線21構成。NFC使用於需要系統之重置之情況。 [0044] 接著,參照圖4及圖5說明附加有感測器的球用核心體100之構造中的各元件之配置。圖4係拆除外殼60後的核心體本體90之由圖2中的A-A線觀察到的斷面斜視圖,圖5係附加有感測器的球用核心體100之同樣由圖2中的A-A線觀察到的斷面圖。 [0045] 如圖4所示,核心體本體90中,第1功能元件11即第1無線通信部10用之第1天線11a,係形成於配線基板50之第1可撓部51a之上側(+Z側),第2功能元件32即地磁感測器31c,係安裝於配線基板50之第3剛性部53c之上側(+Z側)。又,電路基板40形成於配線基板50之第1剛性部53a,第2天線21形成於配線基板50之第2剛性部53b之下側(-Z側)。 [0046] 如上述說明,第1功能元件11即第1天線11a、電路基板40、第2天線21以及第2功能元件32即地磁感測器31c藉由配線基板50連接成為一體,因此如圖5所示,配線基板50中,可撓部51之第1可撓部51a之一方之端部、第2可撓部51b之兩方之端部、及第3可撓部51c之一方之端部分別被彎曲,並以鈕扣電池45為中心而配置於外殼60內。可撓部51之第1可撓部51a、第2可撓部51b及第3可撓部51c分別與外殼60之內壁61接觸。 [0047] 因此,第1功能元件11即第1天線11a,係以貼附於與電路基板40之一方之基板面41a呈面對的外殼60之上側之內壁61的方式被配置,而且第2功能元件32即地磁感測器31c,係以貼附於與第1功能元件11為相反側之外殼60之下側之內壁61的方式被配置。因此,第1功能元件11與第2功能元件32成為配置於相互呈面對的內壁61。 [0048] 亦即,第1功能元件11即第1天線11a,係在電路基板40上之電子元件30側,與電子元件30分離而被配置,而且第2功能元件32即地磁感測器31c,係與鈕扣電池45分離而被配置。又,如上述說明,在鈕扣電池45之上側之面與電路基板40之另一方之基板面41b之間安裝有雙面接著帶43,電路基板40之另一方之基板面41b被接著固定於鈕扣電池45。亦即,配線基板50之複數個剛性部53之中之第1剛性部53a被接著於鈕扣電池45。 [0049] 第2天線21係藉由配線基板50與電路基板40被連接成為一體,而且電路基板40與第2天線21以挾持鈕扣電池45的方式被配置。在鈕扣電池45與第2天線21之間,為了使第2天線21不容易受金屬體亦即鈕扣電池45之影響,因此在電池側貼附磁性體屏蔽(未圖示),而且,隔開規定之間隔。於該間隔形成從外殼60之內壁61延伸的補強筋63。 [0050] 接著,參照圖6對附加有感測器的球用核心體100之構造中的核心體本體90與外殼60之關係、及附加有感測器的球用核心體100與彈性構件70之關係進行說明。圖6(a)表示核心體本體90與外殼60之關係的分解斜視圖,圖6(b)表示附加有感測器的球用核心體100與彈性構件70之關係的分解斜視圖。 [0051] 如圖6(a)所示,外殼60係由半球狀之第1外殼60a與半球狀之第2外殼60b之2個構成。附加有感測器的球用核心體100,係由半球狀之第1外殼60a與半球狀之第2外殼60b挾持核心體本體90作成為1個而形成。 [0052] 又,彈性構件70,係如圖6(b)所示,由半球狀之第1彈性構件70a與半球狀之第2彈性構件70b構成。藉由半球狀之第1彈性構件70a與半球狀之第2彈性構件70b挾持附加有感測器的球用核心體100,而將附加有感測器的球用核心體100收納於彈性構件70內。之後,第1彈性構件70a與第2彈性構件70b之2個藉由接合劑(未圖示)進行接合。第1彈性構件70a及第2彈性構件70b係由彈性體樹脂形成。 [0053] 之後,藉由羊毛等之線捲繞在收納於彈性構件70內的附加有感測器的球用核心體100之周圍,藉由牛皮進行包裹而完成棒球用之附加有感測器的球。附加有感測器的球用核心體100之質量被設定成為,和通常使用的未內建有感測器的通常之棒球用球所內建的球用核心體之質量為同一質量。 [0054] 以下,說明本實施形態的效果。 [0055] 附加有感測器的球用核心體100中,第1功能元件11與第2功能元件32與電路基板40係藉由具有柔軟性的配線基板50連接成為一體,且被彎曲配設,因此各元件容易配置於作成球體形狀的外殼60內之適當位置。因此,可以獲得正確的計測結果。 [0056] 第1功能元件11與第2功能元件32配置於相互呈面對的外殼60之內壁61,而且將質量最大的鈕扣電池45配置於外殼60之中央,因此在元件配置上可以取得重量平衡。 [0057] 又,使第2功能元件32即地磁感測器31c與複數個電子元件30及供作為第1無線通信部10之用的第1天線11a分離,而且與較大的金屬體亦即鈕扣電池45分離而配置,因此不容易受其他元件或金屬體之影響。因此,可以獲得基於地磁感測器31c的正確的計測結果。 [0058] 又,將角速度感測器31b及加速度感測器31a配置於電路基板40之中央,因此角速度感測器31b及加速度感測器31a不容易受離心力之影響。因此,可以獲得基於加速度感測器及角速度感測器的正確的計測結果。 [0059] 又,使電路基板40與第2天線21以挾持鈕扣電池45的方式配置,因此第2天線21與位於電路基板40側的第1天線11a被鈕扣電池45遮蔽,各自不會相互影響。 [0060] 又,具有第1無線通信部10與第2無線通信部20,因此可以藉由第1無線通信部10將內部之資料傳送至外部,而且係藉由第2無線通信部20進行系統之再起動。 [0061] 如以上說明,本發明之附加有感測器的球用核心體中,第1功能元件與第2功能元件與電路基板係藉由具有柔軟性的配線基板連接成為一體,且被彎曲配設,因此各元件容易配置於作成球體形狀的外殼內之適當位置。因此,可以獲得正確的計測結果。 [0062] 本發明不限定於上述實施形態,在不脫離要旨的範圍內可以進行各種變更實施。例如附加有感測器的球用核心體100,係以內建於棒球用之附加有感測器的球內的例進行說明,但亦可以內建於壘球(softball)或手球(handball)等其他球賽用之附加有感測器的球內。
[0063]
10‧‧‧第1無線通信部
11‧‧‧第1功能元件
11a‧‧‧第1天線
13‧‧‧第1無線通信電路
20‧‧‧第2無線通信部
21‧‧‧第2天線
23‧‧‧第2無線通信電路
30‧‧‧電子元件
31‧‧‧計測用元件
31a‧‧‧加速度感測器
31b‧‧‧角速度感測器
31c‧‧‧地磁感測器
32‧‧‧第2功能元件
40‧‧‧電路基板
41‧‧‧基板面
41a‧‧‧一方之面
41b‧‧‧另一方之面
45‧‧‧鈕扣電池
50‧‧‧配線基板
51‧‧‧可撓部
53‧‧‧剛性部
60‧‧‧外殼
60a‧‧‧第1外殼
60b‧‧‧第2外殼
61‧‧‧內壁
90‧‧‧核心體本體
100‧‧‧附加有感測器的球用核心體
[0022] [圖1]本發明之實施形態中的附加有感測器的球用核心體的斜視圖。 [圖2]附加有感測器的球用核心體之平面圖。 [圖3]表示配線基板上的構成的模式圖。 [圖4]核心體本體之斷面斜視圖。 [圖5]附加有感測器的球用核心體之斷面圖。 [圖6]表示核心體本體與外殼之關係及附加有感測器的球用核心體與彈性部材之關係的分解斜視圖。 [圖7]習知例的籃球之構造的斷面圖。
Claims (6)
- 一種附加有感測器的球用核心體,係內建於球賽用的球者,其特徵為 具備:作成球體形狀的外殼;第1功能元件;第2功能元件;電路基板;及鈕扣電池; 上述第1功能元件與上述第2功能元件與上述電路基板,係藉由具有柔軟性的配線基板連接成為一體,上述配線基板被彎曲配設於上述外殼內。
- 如申請專利範圍第1項之附加有感測器的球用核心體,其中 上述鈕扣電池被配置於上述外殼之中央, 在上述電路基板之一方之面安裝有複數個電子元件,而且上述鈕扣電池被安裝於上述電路基板之另一方之面, 上述第1功能元件配置於與上述電路基板之面呈面對的上述外殼之內壁,而且上述第2功能元件配置於與上述第1功能元件相反側的上述外殼之內壁。
- 如申請專利範圍第2項之附加有感測器的球用核心體,其中 具有第1無線通信部, 上述第1功能元件係上述第1無線通信部中的第1天線,上述第1天線係在上述電子元件側與上述電子元件分離而被配置,而且 上述第2功能元件係對上述球的旋轉軸之變化與旋轉數進行計測的地磁感測器,上述地磁感測器與上述鈕扣電池分離而被配置。
- 如申請專利範圍第2項之附加有感測器的球用核心體,其中 在上述電路基板之上述一方之面之中央配置有加速度感測器與角速度感測器。
- 如申請專利範圍第3項之附加有感測器的球用核心體,其中 具有第2無線通信部;及上述第2無線通信部中的第2天線; 上述第2天線係藉由上述配線基板而與上述電路基板連接成為一體,而且上述電路基板與上述第2天線以挾持上述鈕扣電池的方式被配置。
- 如申請專利範圍第5項之附加有感測器的球用核心體,其中 上述第2無線通信部具有近距離無線通信功能,上述第1無線通信部具有通信距離較上述第2無線通信部長的無線通信功能。
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