特許 7507361 ウェアラブルセンシングデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】ウェアラブルセンシングデバイス

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20240621BHJP

   A41D 19/015 20060101ALI20240621BHJP

   A41D 13/08 20060101ALI20240621BHJP

   G01H 11/06 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

G06F3/01 510

A41D19/015 610Z

A41D13/08 101

G01H11/06

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023514546

(86)(22)【出願日】2022-03-23

(86)【国際出願番号】 JP2022013499

(87)【国際公開番号】W WO2022220033

(87)【国際公開日】2022-10-20

【審査請求日】2023-10-04

(31)【優先権主張番号】P 2021067344

(32)【優先日】2021-04-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】上田 武志

(72)【発明者】

【氏名】中尾 克

(72)【発明者】

【氏名】田坂 啓

(72)【発明者】

【氏名】真木 晋弘

(72)【発明者】

【氏名】岩本 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】国本 浩

【審査官】槙 俊秋

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－８２４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１８１７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２６５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－２９７０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２９１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４８２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－８３０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０７８２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ａ４１Ｄ １９／０１５

Ａ４１Ｄ １３／０８

Ｇ０１Ｈ １１／０６

Ａ６３Ｂ ６９／００

Ａ６３Ｂ ７１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザに装着される衣類と、
センサを備え、前記衣類に取り付けられるセンサユニットと、を有し、
前記センサユニットは、本体部と、前記本体部を挟むように設けられて、前記衣類に固定される第１および第２のブラケット部と、前記本体部と前記第１および前記第２のブラケット部とをそれぞれ連結する第１および第２のヒンジ部とを備え、
前記センサユニットの前記第１および前記第２のブラケット部が前記衣類上に設けられた第１および第２のセンサ取り付け部にそれぞれ取り付けられる、ウェアラブルセンシングデバイス。

【請求項2】

前記第１および前記第２のヒンジ部が、弾性材料から作製され、
前記第１および前記第２のヒンジ部が弾性変形した状態で、前記第１のブラケット部が前記第１のセンサ取り付け部に取り付けられるとともに、前記第２のブラケット部が前記第２のセンサ取り付け部に取り付けられる、
請求項１に記載のウェアラブルセンシングデバイス。

【請求項3】

前記衣類が、前記センサユニットの前記本体部と対向する部分に、前記ユーザの皮膚を露出させてその皮膚と前記本体部とを接触させる貫通穴を備える、
請求項１に記載のウェアラブルセンシングデバイス。

【請求項4】

前記衣類が、前記センサユニットの前記本体部と対向する部分に、前記センサユニットの前記本体部と係合するとともに前記ユーザの皮膚と接触する介在部材を備える、
請求項１に記載のウェアラブルセンシングデバイス。

【請求項5】

前記センサユニットの前記本体部における前記ユーザの皮膚に対向する接触面が、凹面状である、
請求項１に記載のウェアラブルセンシングデバイス。

【請求項6】

前記衣類が手袋であって、
前記センサユニットが、前記手袋の親指部分に取り付けられる、
請求項１に記載のウェアラブルセンシングデバイス。

【請求項7】

前記センサが、振動センサまたはマイクである、
請求項１に記載のウェアラブルセンシングデバイス。

【請求項8】

ユーザの衣類に取り付けられるセンサユニットであって、
センサと、
前記センサを搭載する本体部と、
前記本体部を挟むように設けられて、前記衣類に着脱可能に固定される第１および第２のブラケット部と、
前記本体部と前記第１および前記第２のブラケット部それぞれとを連結する第１および第２のヒンジ部とを備える、
センサユニット。

【請求項9】

前記第１および前記第２のヒンジ部が、弾性材料から作製され、
前記第１および前記第２のヒンジ部が弾性変形した状態で、前記第１のブラケット部が前記衣類に取り付けられるとともに、前記第２のブラケット部が前記衣類に取り付けられる、
請求項８に記載のセンサユニット。

【請求項10】

前記センサユニットの前記本体部における前記ユーザの皮膚に対向する接触面が、凹面状である、
請求項８に記載のセンサユニット。

【請求項11】

前記センサが、振動センサまたはマイクである、
請求項８に記載のセンサユニット。

【請求項12】

請求項８に記載のセンサユニットが取り付けられる衣類であって、
間隔をあけて設けられ、前記センサユニットの第１および第２のブラケット部と着脱可能に取り付けられる第１および第２のセンサ取り付け部を備える、
衣類。

【請求項13】

前記センサユニットの前記本体部と対向する部分に、前記ユーザの皮膚を露出させてその皮膚と前記本体部とを接触させる貫通穴を備える、
請求項１２に記載の衣類。

【請求項14】

前記センサユニットの前記本体部と対向する部分に、前記センサユニットの前記本体部と接触するとともに前記ユーザの皮膚と接触する介在部材を備える、
請求項１２に記載の衣類。

【請求項15】

前記衣類が手袋であって、
前記第１および前記第２のセンサ取り付け部が、前記手袋の親指部分に設けられている、
請求項１２に記載の衣類。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ウェアラブルセンシングデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、コネクタの嵌合作業を行う作業者に装着された一方の手袋に振動検出部を設け、振動検出部によって検出された振動に基づいてコネクタの嵌合結果の良否判定を行う装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－２２１９７１号公報

【発明の概要】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された装置の場合、作業者によって振動の検出精度が異なる。具体的には、作業者の手の大きさの違いにより、手袋を介在する振動検出部と作業者の手の接触具合が異なるので、手から振動検出部に伝わる振動に違いが生じる。

【0005】

そこで、本開示は、センサを備えるウェアラブルセンシングデバイスにおいて、ユーザの違いによるセンシング精度のバラツキを抑制することを課題とする。

【0006】

上記課題を解決するために、本開示の一態様によれば、ウェアラブルセンシングデバイスは、ユーザに装着される衣類と、センサを備え、前記衣類に取り付けられるセンサユニットと、を有する。前記センサユニットは、本体部と、前記本体部を挟むように設けられて、前記衣類に固定される第１および第２のブラケット部と、前記本体部と前記第１および前記第２のブラケット部とをそれぞれ連結する第１および第２のヒンジ部とを備える。前記センサユニットの前記第１および前記第２のブラケット部が前記衣類上に設けられた第１および第２のセンサ取り付け部にそれぞれ取り付けられる。

【0007】

また、本開示の別態様によれば、ユーザの衣類に取り付けられるセンサユニットは、センサと、前記センサを搭載する本体部と、前記本体部を挟むように設けられて、前記衣類に着脱可能に固定される第１および第２のブラケット部と、前記本体部と前記第１および前記第２のブラケット部とをそれぞれ連結する第１および第２のヒンジ部とを備える。

【0008】

さらに、本開示の異なる態様によれば、前記センサユニットが取り付けられる衣類は、間隔をあけて設けられ、前記センサユニットの第１および第２のブラケットと着脱可能に取り付けられる第１および第２のセンサ取り付け部を備える。

【0009】

本開示によれば、センサを備えるウェアラブルセンシングデバイスにおいて、ユーザの違いによるセンシング精度のバラツキを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施の形態１に係る作業判定装置の概略的構成図

【図2】センサユニットが取り外された状態のウェアラブルセンシングデバイスを示す図

【図3】センサユニットの上方斜視図

【図4】センサユニットの下方斜視図

【図5】センサユニットの分解斜視図

【図6】ウェアラブルセンシングデバイスの等価回路図

【図7A】センサユニットが手袋に固定される直前の状態を示す部分断面図

【図7B】センサユニットが手袋に固定された状態を示す部分断面図

【図8】作業者に装着された状態の通信モジュールを示す図

【図9】本開示の実施の形態２に係るウェアラブルセンシングデバイスにおける、センサユニットが手袋に固定される直前の状態を示す部分断面図

【図10】本開示の実施の形態３に係るウェアラブルセンシングデバイスにおける、センサユニットが手袋に固定された状態の部分断面図

【図11】本開示の実施の形態４に係るウェアラブルセンシングデバイスにおける、センサユニットが手袋に固定された状態の部分断面図

【図12】本開示の実施の形態５にかかるウェアラブルセンシングデバイスにおける、作業者に装着された状態の通信モジュールを示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0012】

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するものであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

【0013】

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係る作業判定装置の概略的構成図である。

【0014】

図１に示すように、本実施の形態１に係る作業判定装置１０は、作業者の手作業によって発生する現象を検出するウェアラブルセンシングデバイス２０と、ウェアラブルセンシングデバイス２０の検出結果に基づいて作業者の手作業の結果の良否を判定する演算装置８０とを含んでいる。なお、本実施の形態１の場合、手作業は、作業者が両手を用いて行う作業であって、その作業によって振動が発生する作業である。例えば、手作業は、自動車のハーネスコネクタを嵌合する嵌合作業であって、その嵌合結果が判定される。

【0015】

図１に示すように、ウェアラブルセンシングデバイス２０は、作業者の左手に装着される左手用の手袋２２Ｌと、右手に装着される右手用の手袋２２Ｒと、手袋２２Ｌに取り付けられるセンサユニット２４Ｌと、手袋２２Ｒに取り付けられるセンサユニット２４Ｒと、センサユニット２４Ｌと電気的に接続する通信モジュール２５Ｌと、センサユニット２４Ｒと電気的に接続する通信モジュール２５Ｒとを有する。なお、図１においては、手袋２２Ｌ、２２Ｒの甲側部分が示されている。

【0016】

演算装置８０は、ウェアラブルセンシングデバイス２０に対する外部装置であって、例えばＰＣである。演算装置８０は、ウェアラブルセンシングデバイス２０の通信モジュール２５Ｌ、２５Ｒと通信する通信デバイス８２と、ＣＰＵなどのプロセッサ８４と、プロセッサ８４を動作させるプログラムなどを記憶するＨＤＤ、ＳＳＤなどの記憶デバイス８６と、出力デバイスであるディスプレイ８８とを有する。

【0017】

まず、ウェアラブルセンシングデバイス２０の構成について説明する。なお、ウェアラブルセンシングデバイス２０において、作業者の左手に装着される構成要素と右手に装着される構成要素は、実質的に同一である。したがって、左手に装着されるウェアラブルセンシングデバイス２０の構成要素を説明し、右手に装着されるウェアラブルセンシングデバイス２０の構成要素の説明は省略する。

【0018】

図２は、センサユニットが取り外された状態のウェアラブルセンシングデバイスを示す図である。また、図３はセンサユニットの上方斜視図であって、図４はセンサユニットの下方斜視図である。さらに、図５は、センサユニットの分解斜視図である。そして、図６は、ウェアラブルセンシングデバイスの等価回路図である。

【0019】

図２に示すように、手袋２２Ｌとセンサユニット２４Ｌは、詳細は後述するが、互いに着脱可能に構成されている。本実施の形態１の場合、センサユニット２４Ｌは、手袋２２Ｌの親指が挿入される部分（親指部分）の根元部分に取り付けられる。これにより、センサユニット２４Ｌは、手作業によって発生して作業者の左手親指に伝播した振動を検出する。なお、本開示においてセンサユニットが取り付けられる箇所は親指部分の根元部分に限られない。つまり、他の指が挿入される部分の根元部分または先端部分に取り付けられても良い。また、手の甲部分にセンサユニットが取り付けられても良い。ただし、親指部分の根元部分に取り付けた場合は、当該箇所はより良好に振動その他のセンシングデータを検出することができる。よって、他の箇所に取り付ける場合よりもより良好にセンシングをすることができるという利点がある。

【0020】

図３および図４に示すように、センサユニット２４Ｌは、本体部２４ａと、手袋２２Ｌに固定される第１および第２のブラケット部２４ｂ、２４ｃと、本体部２４ａと第１および第２のブラケット部２４ｂ、２４ｃとをそれぞれ連結する第１および第２のヒンジ部２４ｄ、２４ｅとを備える。

【0021】

図３および図４に示すように、センサユニット２４Ｌの本体部２４ａは、第１のブラケット部２４ｂと第２のブラケット部２４ｃとの間に配置される。なお、詳細は後述するが、本体部２４ａは手袋２２Ｌには固定されず、第１のブラケット部２４ｂと第２のブラケット部２４ｃが手袋２２Ｌに固定される。

【0022】

図５に示すように、本実施の形態１の場合、本体部２４ａには、手作業によって発生して作業者の左手親指に伝播した振動を検出する振動センサ２６が搭載されている。振動センサ２６は、例えば静電容量センサであって、検出した振動に対応する電気信号を出力する。本実施の形態１の場合、センサユニット２４Ｌの本体部２４ａは、上側ハウジング２８と、上側ハウジング２８と係合する下側ハウジング３０とから構成されている。上側ハウジング２８と下側ハウジング３０とによって形成された空間に、振動センサ２６が配置されている。

【0023】

上側ハウジング２８と下側ハウジング３０は、例えばＡＢＳ、ＰＣなどの比較的に硬い樹脂材料から作製されている。また、下側ハウジング３０の外側面には、図４に示すように、手袋２２Ｌを介して作業者の皮膚に対向する接触面３０ａが形成されている。振動センサ２６は、図５に示すように、接触面３０ａに対して反対側の下側ハウジング３０の内側面の部分３０ｂに、接着シール３２を介して貼り付けられている。

【0024】

図５に示すように、本実施の形態１の場合、本体部２４ａには、振動センサ２６に電気的に接続された回路基板３４が搭載されている。回路基板３４には、図６に示す増幅回路ＡＣを構成する抵抗やコンデンサなどの複数の回路要素が実装されている。増幅回路ＡＣは、振動センサ２６と通信モジュール２５Ｌとを電気的に接続する。それにより、増幅回路ＡＣは、通信モジュール２５Ｌ内のバッテリ（図示せず）の電力を用いて振動センサ２６を駆動するとともに、振動センサ２６から出力された電気信号を増幅して通信モジュール２５Ｌに出力する。

【0025】

また、回路基板３４は、電極３６、３８に電気的に接続されている。電極３６、３８は、センサユニット２４Ｌの第１および第２のブラケット部２４ｂ、２４ｃに設けられている。本実施の形態１の場合、図５に示すように、センサユニット２４Ｌは、本体部２４ａ（上側ハウジング２８および下側ハウジング３０）を挟んで支持する上側ストリップ４０および下側ストリップ４２を含んでいる。

【0026】

上側ストリップ４０と下側ストリップ４２は、例えばエラストマなどの比較的に柔らかい弾性材料から作製されている。なお、上側ハウジング２８と上側ストリップ４０とを二色成型によって作成してもよく、同様に、下側ハウジング３０と下側ストリップ４２とを二色成型によって作成してもよい。

【0027】

図５に示すように、上側ストリップ４０の一方の円形状端４０ａと下側ストリップ４２の一方の円形状端４２ａとの間に電極３６が配置されている。すなわち、図４に示すように、第１のブラケット部２４ｂが、上側ストリップ４０の一方の円形状端４０ａと下側ストリップ４２の一方の円形状端４２ａとから構成されている。また、上側ストリップ４０の他方の円形状端４０ｂと下側ストリップ４２の他方の円形状端４２ｂとの間に電極３８が配置されている。すなわち、第２のブラケット部２４ｃが、上側ストリップ４０の他方の円形状端４０ｂと下側ストリップ４２の他方の円形状端４２ｂとから構成されている。

【0028】

図５に示すように、上側ストリップ４０には、２つの薄肉部４０ｃ、４０ｄが形成されている。また、下側ストリップ４２にも、２つの薄肉部４２ｃ、４２ｄが形成されている。上側ストリップ４０の一方の薄肉部４０ｃと下側ストリップ４２の一方の薄肉部４２ｃとが対向することにより、センサユニット２４Ｌの第１のヒンジ部２４ｄが構成されている。また、上側ストリップ４０の他方の薄肉部４０ｄと下側ストリップ４２の他方の薄肉部４２ｄとが対向することにより、センサユニット２４Ｌの第２のヒンジ部２４ｅが構成されている。

【0029】

さらに、下側ストリップ４２には、下側ハウジング３０の接触面３０ａを露出させるための貫通穴４２ｅが形成されている。

【0030】

図５に示すように、センサユニット２４Ｌはまた、電極３６に対して電気的に接続する第１のセンサ側接続端子４４と、電極３８に対して電気的に接続する第２のセンサ側接続端子４６とを備える。図４に示すように、第１のセンサ側接続端子４４は第１のブラケット部２４ｂに設けられ、第２のセンサ側接続端子４６は第２のブラケット部２４ｃに設けられている。これらの第１および第２のセンサ側接続端子４４、４６と電気的に接続する接続端子が手袋２２Ｌに設けられている。

【0031】

図７Ａは、センサユニットが手袋に固定される直前の状態を示す部分断面図である。また、図７Ｂは、センサユニットが手袋に固定された状態を示す部分断面図である。なお、図７Ａおよび図７Ｂにおいて、二点鎖線は、作業者の親指を示している。

【0032】

図７Ａおよび図７Ｂに示すように、手袋２２Ｌには、センサユニット２４Ｌの第１のブラケット部２４ｂに設けられた第１のセンサ側接続端子４４と電気的に接続する第１の手袋側接続端子４８が設けられている。また、手袋２２Ｌには、第２のブラケット部２４ｃに設けられた第２のセンサ側接続端子４６と電気的に接続する第２の手袋側接続端子５０が設けられている。

【0033】

第１の手袋側接続端子４８と第２の手袋側接続端子５０は、図２および図７Ａに示すように、手袋２２Ｌの装着時に作業者の親指がそれらの間に位置するように、手袋２２Ｌの親指部分の根元部分の側面に設けられている。すなわち、センサユニット２４Ｌの本体部２４ａと対向する手袋２２Ｌの部分を挟むように、第１の手袋側接続端子４８と第２の手袋側接続端子５０とが手袋２２Ｌに設けられている。

【0034】

また、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、第１のセンサ側接続端子４４と第１の手袋側接続端子４８は、互いに対して着脱可能に係合するように構成されている。すなわち、第１の手袋側接続端子４８は、第１のセンサ側接続端子４４が設けられたセンサユニット２４Ｌの第１のブラケット部２４ｂが取り付けられる第１のセンサ取り付け部として機能する。

【0035】

本実施の形態１の場合、第１のセンサ側接続端子４４と第１の手袋側接続端子４８は、金属材料などの導電性材料から作製された第１のスナップボタン５２である。例えば、第１のスナップボタン５２の雄側ボタン部が第１のセンサ側接続端子４４であって、雌側ボタン部が第１の手袋側接続端子４８である。したがって、第１のセンサ側接続端子４４と第１の手袋側接続端子４８は、電気的に接続するとともに、着脱可能に互いに係合する。なお、第１のセンサ側接続端子４４が第１のスナップボタン５２の雌側ボタン部であって、第１の手袋側接続端子４８が雄側ボタン部であってもよい。

【0036】

同様に、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、第２のセンサ側接続端子４６と第２の手袋側接続端子５０は、互いに対して着脱可能に係合するように構成されている。すなわち、第２の手袋側接続端子５０は、第２のセンサ側接続端子４６が設けられたセンサユニット２４Ｌの第２のブラケット部２４ｃが取り付けられる第２のセンサ取り付け部として機能する。

【0037】

本実施の形態１の場合、第２のセンサ側接続端子４６と第２の手袋側接続端子５０は、金属材料から作製された第２のスナップボタン５４である。例えば、第２のスナップボタン５４の雄側ボタン部が第２のセンサ側接続端子４６であって、雌側ボタン部が第２の手袋側接続端子５０である。したがって、第２のセンサ側接続端子４６と第２の手袋側接続端子５０は、電気的に接続するとともに、着脱可能に互いに係合する。なお、第２のセンサ側接続端子４６が第２のスナップボタン５４の雌側ボタン部であって、第２の手袋側接続端子５０が雄側ボタン部であってもよい。

【0038】

さらに、本実施の形態１の場合、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、第１のスナップボタン５２と第２のスナップボタン５４とが異なる。本実施の形態の場合、それぞれの大きさが異なる。具体的には、第１および第２のスナップボタン５２、５４が、一方の雄側ボタン部が他方の雌側ボタン部に係合不可能に、互いに異なる。すなわち、第１のセンサ側接続端子４４が第２の手袋側接続端子５０に対して係合不可能であり、第２のセンサ側接続端子４６が第１の手袋側接続端子４８に対して係合不可能である。これにより、センサユニット２４Ｌと手袋２２Ｌとの電気的な接続が正常に行われ、図６に示す増幅回路ＡＣが正常に動作することができる。言い換えると、作業者は、センサユニット２４Ｌを迷うことなく容易に手袋２２Ｌに取り付けることができ、またセンサユニット２４Ｌを容易に手袋２２Ｌから取り外すことができる。第１および第２のスナップボタン５２、５４が、一方の雄側ボタン部が他方の雌側ボタン部に係合不可能にする方法は、それぞれの大きさを異ならせる以外の方法を採用しても良い。例えば、それぞれのボタン部に磁性を持たせてボタンの結合を促進させる場合において、第１および第２のスナップボタン５２、５４が、一方の雄側ボタン部が他方の雌側ボタン部に係合不可能にするために磁性を衣類側、センサユニット側のそれぞれにおいて異ならせても良い。また、センサ側接続端子と手袋側接続端子がスナップボタン以外の固定手段で接続される場合においても、同様の工夫を行うことでセンサユニット２４Ｌを迷うことなく容易に手袋２２Ｌに取り付けることができる。例えばまた、センサ側接続端子と手袋側接続端子が面ファスナ等で固定される場合は、面ファスナの雄雌を本開示のスナップボタンと同様に互い違いになるように、用いても良い。

【0039】

図７Ｂに示すように、センサユニット２４Ｌは、その第１および第２のヒンジ部２４ｄ、２４ｅが弾性変形、すなわち引っ張り変形した状態で手袋２２Ｌに取り付けられる。具体的には、第１および第２のヒンジ部２４ｄ、２４ｅが弾性変形した状態で、第１のブラケット部２４ｂ（その第１のセンサ側接続端子４４）が第１の手袋側接続端子４８に取り付けられるとともに、第２のブラケット部２４ｃ（その第２のセンサ側接続端子４６）が第２の手袋側接続端子５０に取り付けられる。

【0040】

このようにセンサユニット２４Ｌを手袋２２Ｌに取り付けると、第１および第２のヒンジ部２４ｄ、２４ｅの復元力により、本体部２４ａを手袋２２Ｌ（すなわち手袋２２Ｌを装着する作業者の親指）に向かって付勢する付勢力Ｐが発生する。この付勢力Ｐにより、本体部２４ａの接触面３０ａが、手袋２２Ｌを介して作業者の皮膚に密着する。その結果、手作業によって発生して作業者の手を伝播する振動が、ロスなくセンサユニット２４Ｌの本体部２４ａの接触面３０ａに伝達される。そして、センサユニット２４Ｌの振動センサ２６に、接触面３０ａを介して振動が到達する。

【0041】

また、このようなセンサユニット２４Ｌの手袋２２Ｌへの取り付けによれば、作業者の違い、本実施の形態１の場合には作業者の手の親指の大きさの違いによるセンシング精度のバラツキを抑制すことができる。具体的には、手の親指の大きさが異なっていても、第１および第２のヒンジ部２４ｄ、２４ｅにより、センサユニット２４Ｌの接触面３０ａは作業者の手の親指の皮膚に密着することができる。その結果、作業者が異なっていても、同条件で振動を検出することができ、同条件で作業の良否判定を行うことができる。

【0042】

なお、接触面３０ａと作業者の皮膚との密着性をより高めるために、本実施の形態１の場合、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、センサユニット２４Ｌの接触面３０ａは、凹面状である。具体的には、作業者の親指が延在する方向視で、すなわち第１のブラケット部２４ｂと第２のブラケット部２４ｃとの対向方向に対して直交する方向（図面の垂直方向）視で、接触面３０ａは凹面状である。これにより、作業者の手の親指に接触面３０ａがより密着し、振動センサ２６により小さい損失で振動が到達する。

【0043】

振動センサ２６への振動伝達経路に関して、本実施の形態１の場合、第１のブラケット部２４ｂと第２のブラケット部２４ｃとを介する振動センサ２６への振動の伝達は抑制されている。具体的には、第１のヒンジ部２４ｄと第２のヒンジ部２４ｅ（すなわち上側ストリップ４０および下側ストリップ４２）が弾性材料から作製されているので、これらが振動を吸収するダンパーとして機能する。

【0044】

振動センサ２６の検出結果（検出した振動に対応する信号）は、回路基板３４と、係合状態の第１のセンサ側接続端子４４および第１の手袋側接続端子４８（第１のスナップボタン５２）と、係合状態の第２のセンサ側接続端子４６および第２の手袋側接続端子５０（第２のスナップボタン５４）を介して、通信モジュール２５Ｌに送信される。そして、通信モジュール２５Ｌは、振動センサ２６からの検出結果を演算装置８０に送信する。

【0045】

図８は、作業者に装着された状態の通信モジュールを示す図である。

【0046】

図８に示すように、本実施の形態１の場合、通信モジュール２５Ｌは、手袋２２Ｌに設けられておらず、作業者の腕Ｗ１に装着される。そのために、通信モジュール２５Ｌとセンサユニット２４Ｌとを電気的に接続する導線６０、６２が手袋２２Ｌに設けられている。

【0047】

導線６０、６２は、例えば、導電糸、被覆された金属細線、またはストリップ状の金属薄板などであって、手袋２２Ｌの甲側部分に一体的に設けられている。図２に示すように、一方の導線６０の一端は第１の手袋側接続端子４８に接続され、他端は手袋２２Ｌの開口縁部に設けられたコネクタ６４に接続されている。他方の導線６２の一端は第２の手袋側接続端子５０に接続され、他端はコネクタ６６に接続されている。図８に示すように、コネクタ６４、６６に通信モジュール２５Ｌが接続される。

【0048】

本実施の形態１の場合、通信モジュール２５Ｌは、伸縮可能なバンド６８を介して作業者の腕Ｗ１に装着される。また、通信モジュール２５Ｌは、作業者が着る導電性作業服Ｓに対してグランド接続している。なお、ここで言う「導電性作業服」は、導電性材料から作製され、直接的にまたは導電性靴を介して接地される作業服を言う。

【0049】

具体的には、図６に示すように、通信モジュール２５Ｌは、グランドに接続されている。本実施の形態１の場合、図８に示すように、通信モジュール２５Ｌは、導電性作業服Ｓに対して電気的に接続するグランド接続部２５ａを備える。それにより、通信モジュール２５Ｌ、すなわちウェアラブルセンシングデバイス２０は、導電性作業服Ｓを介して接地される。その結果、ウェアラブルセンシングデバイス２０は、ノイズの混入や静電気の発生などによるセンシング精度の低下が抑制される。

【0050】

なお、本実施の形態１の場合、図８に示すように、通信モジュール２５Ｌは、作業者の腕Ｗ１にバンド６８を介して装着されたとき、導電性作業服Ｓの長袖によって覆われる。この長袖により、通信モジュール２５Ｌは保護される。なお、この場合、グランド接続部２５ａは、例えば、導電性作業服Ｓに対向して接触する、通信モジュール２５Ｌの筺体の表面に設けられた電極であってもよい。

【0051】

通信モジュール２５Ｌは、図１に示すように、手袋２２Ｌに取り付けられたセンサユニット２４Ｌの振動センサ２６の検出結果を演算装置８０に送信する。同様に、通信モジュール２５Ｒが、手袋２２Ｒに取り付けられたセンサユニット２４Ｒの振動センサ２６の検出結果を演算装置８０に送信する。なお、通信モジュール２５Ｌ、２５Ｒの一方が検出結果を他方に送信し、通信モジュール２５Ｌ、２５Ｒの他方が、手袋２２Ｌの振動センサ２６の検出結果と手袋２２Ｒの振動センサ２６の検出結果の両方をまとめて演算装置８０に送信してもよい。

【0052】

演算装置８０は、その通信デバイス８２を介して、ウェアラブルセンシングデバイス２０からの信号、すなわち、センサユニット２４Ｌ、２４Ｒそれぞれの振動センサ２６の検出結果を受け取る。

【0053】

演算装置８０のプロセッサ８４は、記憶デバイス８６に記憶されているプログラムにしたがって、作業者の手作業の結果の良否判定を実行する。例えば、作業者のハーネスコネクタの嵌合作業によって２つのハーネスコネクタが正常に嵌合したか否かが判定される。

【0054】

具体的には、プロセッサ８４は、プログラムにしたがい、左手用の手袋２２Ｌに取り付けられているセンサユニット２４Ｌの振動センサ２６の検出結果と、右手用の手袋２２Ｒに取り付けられているセンサユニット２４Ｒの振動センサ２６の検出結果の両方に基づいて、作業者の手作業の結果の良否判定を実行する。

【0055】

例えば、プロセッサ８４は、左手側の振動センサ２６によって検出された振動と右手側の振動センサ２６によって検出された振動との間の差が所定の範囲である場合に、作業者の手作業の結果を正常と判定する。例えば、２つの振動の差として、２つの振動波形それぞれのピーク値の差、２つの振動波形の位相のずれなどが、基準振動波形に対する類似度の差などが挙げられる。

【0056】

例えば、２つのハーネスコネクタを嵌合する手作業の場合、左手に一方のハーネスコネクタが保持され、右手に他方のハーネスコネクタが保持される。２つのハーネスコネクタの違いにより、一方のハーネスコネクタから左手に伝わる振動と他方のハーネスコネクタから右手に伝わる振動とに違いが生じる。このような左手と右手を伝播する振動の違いを利用することにより、ハーネスコネクタの嵌合結果の良否判定を実行することができる。なお、２つの振動の差が所定の範囲外である場合、プロセッサ８４は、作業者の手作業の結果を異常と判定する。例えば、ハーネスコネクタが正常に嵌合していない場合、左手および右手の少なくとも一方の振動センサ２６が故障している場合などに、異常と判定される。

【0057】

このように両手それぞれに取り付けられた２つ振動センサ２６の検出結果の両方を用いることにより、片手に１つの振動センサを取り付けてその１つの振動センサの検出結果のみを用いる場合に比べて、作業者の手作業の結果の良否判定を高精度に行うことができる。また、作業者の手を伝播する振動に基づくため、騒音が大きい作業現場であっても、手作業の結果の良否判定を高精度に行うことができる。

【0058】

また、両手それぞれに取り付けられた２つ振動センサ２６の検出結果の両方を用いると次のような判定も可能になるという利点がある。すなわち、左右の手それぞれにセンサユニット２４Ｌ、２４Ｒを配置する場合は、作業者の利き手などの影響によって左右それぞれのセンサユニット２４Ｌ、２４Ｒが検出する振動の理想とする挙動がそれぞれ異なる場合がある。例えば、センサユニット２４Ｒに期待される検出結果がＡ（右利き特有の右手からの出力又は雄端子を保持する際の出力）であり、センサユニット２４Ｌに期待される検出結果がＢ（右利き特有の左手からの出力又は雌端子を保持する際の出力）という場合である。このような場合、センサユニット２４Ｒの検出結果がＡ、センサユニット２４Ｌの検出結果がＢという場合のみならず、センサユニット２４Ｒの検出結果がＢ、センサユニット２４Ｌの検出結果がＡという場合も正常に嵌合が行われたと判定することで、作業者の利き手（または作業対象物の持ち方の癖）に基づく、検出結果の反転が起きた場合であっても正確に嵌合を検出することができる。

【0059】

また、両手それぞれに取り付けられた２つ振動センサ２６の検出結果の両方を用いる別の利点として、両手の作業が必須の作業において、片方のセンサからしか信号がない場合にアラートを出すことで、判定の信頼性を向上させる処理を実行させることができる点も挙げられる。

【0060】

プロセッサ８４は、作業者の手作業の結果の良否判定を実行した後、プログラムにしたがってその良否判定の結果を出力デバイスであるディスプレイ８８に表示する。ディスプレイ８８に表示された良否判定の結果を確認することにより、作業者は、手作業の結果を知ることができる。なお、出力デバイスはスピーカーであってもよい。この場合、良否判定の結果が正常である場合の通知音と異常である場合の通知音が異なる。

【0061】

（実施の形態２）
本実施の形態２は、センサユニットの手袋への取り付け方法について、上述の実施の形態１と異なる。この異なる点について説明する。

【0062】

図９は、本開示の実施の形態２に係るウェアラブルセンシングデバイスにおける、センサユニットが手袋に固定される直前の状態を示す部分断面図である。

【0063】

図９に示すように、センサユニット１２４Ｌは、その第１のブラケット部１２４ｂに第１のセンサ側接続端子１４４を備える。その第１のセンサ側接続端子１４４に対して電気的に接続されて互いに着脱可能に係合する第１の手袋側接続端子１４８が手袋１２２Ｌに設けられている。本実施の形態２の場合、第１のセンサ側接続端子１４４と第１の手袋側接続端子１４８は、第１のスナップボタン１５２である。

【0064】

同様に、センサユニット１２４Ｌは、その第２のブラケット部１２４ｃに第２のセンサ側接続端子１４６を備える。その第２のセンサ側接続端子１４６に対して電気的に接続されて互いに着脱可能に係合する第２の手袋側接続端子１５０が手袋１２２Ｌに設けられている。本実施の形態２の場合、第２のセンサ側接続端子１４６と第２の手袋側接続端子１５０は、第２のスナップボタン１５４である。

【0065】

本実施の形態２の場合、第１のスナップボタン１５２と第２のスナップボタン１５４は同一である。しかしながら、第１のセンサ側接続端子１４４が第１のスナップボタン１５２の雌側ボタン部であって、第２のセンサ側接続端子１４６が第２のスナップボタン１５４の雄側ボタン部である。したがって、作業者は、センサユニット１２４Ｌを手袋１２２Ｌに迷うことなく容易に取り付けることができる。

【0066】

（実施の形態３）
本実施の形態３は、センサユニットの接触面と作業者の皮膚との接触方法について、上述の実施の形態１と異なる。この異なる点について説明する。なお、本実施の形態３に係るセンサユニットは、上述の実施の形態１のセンサユニットと実質的に同一である。

【0067】

図１０は、本開示の実施の形態３に係るウェアラブルセンシングデバイスにおける、センサユニットが手袋に固定された状態の部分断面図である。

【0068】

図１０に示すように、本実施の形態３の場合、手袋２２２Ｌは、センサユニット２４Ｌが手袋２２２Ｌに取り付けられた状態のときにセンサユニット２４Ｌの本体部２４ａの接触面３０ａと対向する部分に、介在部材２６８を有する。介在部材２６８は、作業者の左手の親指の皮膚（二点鎖線）に接触する接触面２６８ａと、センサユニット２４Ｌの接触面３０ａと係合（面接触）する係合面２６８ｂとを備える。

【0069】

また、介在部材２６８は、手袋２２２Ｌに比べて硬く、作業者の皮膚の音響インピーダンスと本体部２４ａの音響インピーダンスとの間の音響インピーダンスを備える、例えば樹脂部材である。

【0070】

このような介在部材２６８を介することにより、作業者の皮膚からセンサユニット２４Ｌの接触面３０ａに、より小さいロスで振動が伝わる。その結果、センサユニット２４Ｌの振動検出精度が向上する。

【0071】

（実施の形態４）
本実施の形態４は、センサユニットの接触面と作業者の皮膚との接触方法について、上述の実施の形態１と異なる。この異なる点について説明する。なお、本実施の形態４に係るセンサユニットは、上述の実施の形態１のセンサユニットと実質的に同一である。

【0072】

図１１は、本開示の実施の形態４に係るウェアラブルセンシングデバイスにおける、センサユニットが手袋に固定された状態の部分断面図である。

【0073】

図１１に示すように、本実施の形態４の場合、手袋３２２Ｌは、センサユニット２４Ｌが手袋３２２Ｌに取り付けられた状態のときにセンサユニット２４Ｌの本体部２４ａの接触面３０ａと対向する部分に、貫通穴３２２ａを備える。この貫通穴３２２ａを介して、作業者の左手の親指の皮膚（二点鎖線）が、本体部２４ａの接触面３０ａに直接的に接触する。

【0074】

このような貫通穴３２２ａの存在により、作業者の皮膚からセンサユニット２４Ｌの接触面３０ａに、振動が直接的に伝わる。その結果、センサユニット２４Ｌの振動検出精度が向上する。

【0075】

(実施の形態５）
本実施の形態５は、ウェアラブルセンシングデバイスの通信モジュールの作業者への装着方法について、上述の実施の形態１と異なる。なお、本実施の形態５に係る手袋およびセンサユニットは、上述の実施の形態１の手袋およびセンサユニットと実質的に同一である。

【0076】

図１２は、本開示の実施の形態５にかかるウェアラブルセンシングデバイスにおける、作業者に装着された状態の通信モジュールを示す図である。

【0077】

図１２に示すように、本実施の形態５の場合、通信モジュール４２５Ｌは、導電性作業服Ｓの長袖の上に装着される。この場合、通信モジュール４２５Ｌは、導電性作業服Ｓの長袖の上から作業者の腕Ｗ１に巻かれる導電性バンド４６８を介して、作業者に装着される。また、導電性バンド４６８が、導電性作業服Ｓに対して電気的に接続するグランド接続部として機能する。それにより、通信モジュール４２５Ｌ、すなわちウェアラブルセンシングデバイスは導電性作業服Ｓを介して接地される。その結果、ウェアラブルセンシングデバイスは、ノイズの混入や静電気の発生などによるセンシング精度の低下が抑制される。

【0078】

以上、上述の実施の形態１～５を挙げて本開示を説明したが、本開示の実施の形態はこれらに限らない。

【0079】

例えば、上述の実施の形態１の場合、作業者の手作業によって発生する振動を検出するウェアラブルセンシングデバイス２０のセンサは振動センサ２６である。振動センサ２６は、作業者の手の指を伝播する振動を検出する。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。

【0080】

作業者の手作業によって発生する振動を検出するデバイスは、マイクであってもよい。この場合、センサユニットにマイクが搭載され、マイクは、作業者の手作業によって発生した振動を空気を介して検出する、すなわち発生音を検出する。

【0081】

この場合、例えば、左手用の手袋に振動センサが設けられ、右手用の手袋にマイクが設けられる。演算装置は、振動センサの検出結果とマイクの検出結果の両方に基づいて、作業者の手作業の結果を良否判定する。例えば、演算装置は、振動センサの振動波形とマイクの音波形それぞれをスペクトル解析し、共通の周波数成分を検出する。マイク及び振動センサの両方で検出された共通の周波数成分は、嵌合動作から生じた振動が有する周波数成分である可能性が高い。一方でマイク及び振動センサの一方で検出された周波数成分はマイクが主に拾う環境音ノイズや振動センサが主に拾う衣服のこすれ振動の影響が混入している可能性が高い。そのため、その共通の周波数成分の位相差やピーク値の差に基づいて、手作業の結果の良否判定を行うとより正確に嵌合判定を行うことができる。

【0082】

また、上述の実施の形態１の場合、図１に示すように、手作業の結果の良否判定は、作業者から離れたＰＣなどの演算装置８０によって実行される。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。例えば、作業者の腕に装着される腕時計型の演算装置によって手作業の結果の良否判定が実行されてもよい。この場合、電子機器の一例である通信モジュールなどの無線通信手段を省略することができる。すなわち、ウェアラブルセンシングデバイスに電気的に接続される電子機器として、通信モジュールの代わりに腕時計型の演算装置が選択される。

【0083】

さらに、上述の実施の形態１の場合、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、センサユニット２４Ｌ（２４Ｒ）は、第１および第２のスナップボタン５２、５４を介して手袋２２Ｌ（２２Ｒ）に取り付けられている。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。センサユニット（すなわちセンサ）が、手袋に対して、電気的に接続可能であって且つ着脱可能に互いに係合可能なデバイスを介して取り付けられればよい。例えば、面ファスナを介して、センサユニットが手袋に着脱可能に取り付けられてもよい。

【0084】

さらにまた、上述の実施の形態１～５の場合、ウェアラブルセンシングデバイスはセンサユニット（センサ）が取り付けられた手袋であるが、本開示の実施の形態はこれに限らない。ユーザに装着される衣類（アクセサリを含む)、例えば、リストバンド、時計（腕時計）、アームカバー、マスク、ネックウォーマーなどにセンサが取り付けられたウェアラブルセンシングデバイスであってもよい。なお、ウェラブルセンシングデバイスは、センサユニット（センサ）と、センサに接続される電子機器のみの最小構成であってもよい。この場合、センサが任意の衣類に着脱可能に構成される。つまり、第１および第２の手袋側接続端子４８、５０、１４８、１５０は、衣類側接続端子の一例である。

【0085】

加えて、上述の実施の形態１の場合、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、センサユニット２４Ｌの第１のヒンジ部２４ｄと第２のヒンジ部２４ｅは、弾性材料から作製され、弾性変形することによりヒンジとして機能する。しかしながら、本開示の実施の形態は、これに限らない。第１のヒンジ部および第２のヒンジ部は、例えばトーションバネ、トルクヒンジであってもよい。

【0086】

すなわち、本開示の一実施の形態は、広義には、ユーザに装着される衣類と、センサを備え、前記衣類に取り付けられるセンサユニットと、を有し、前記センサユニットは、本体部と、前記本体部を挟むように設けられて、前記衣類に固定される第１および第２のブラケット部と、前記本体部と前記第１および前記第２のブラケット部とをそれぞれ連結する第１および第２のヒンジ部とを備え、前記センサユニットの前記第１および前記第２のブラケット部が前記衣類上に設けられた第１および第２のセンサ取り付け部にそれぞれ取り付けられる、ウェアラブルセンシングデバイスである。

【0087】

以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

【0088】

また、前述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0089】

本開示は、センサを備える衣服、すなわちウェアラブルセンシングデバイスに適用可能である。

【符号の説明】

【0090】

２０ ウェアラブルセンシングデバイス
２２Ｌ、２２Ｒ、１２２Ｌ、２２２Ｌ、３２２Ｌ 手袋
２４Ｌ、２４Ｒ、１２４Ｌ センサユニット
２４ａ 本体部
２４ｂ、１２４ｂ 第１のブラケット部
２４ｃ、１２４ｃ 第２のブラケット部
２４ｄ 第１のヒンジ部
２４ｅ 第２のヒンジ部
２６ 振動センサ
３０ａ、２６８ａ 接触面
４２ｅ 貫通穴
４８、１４８ 第１の手袋側接続端子
５０、１５０ 第２の手袋側接続端子
２６８ 介在部材
３２２ａ 貫通穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】