特許 6706747 ひずみ計測用センサー

(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】6706747

(24)【登録日】2020年5月21日

(45)【発行日】2020年6月10日

(54)【発明の名称】ひずみ計測用センサー

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/16 20060101AFI20200601BHJP

   G01L 5/00 20060101ALI20200601BHJP

【ＦＩ】

   G01B7/16 R

   G01L5/00 101Z

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-29202(P2016-29202)

(22)【出願日】2016年2月18日

(65)【公開番号】特開2017-146242(P2017-146242A)

(43)【公開日】2017年8月24日

【審査請求日】2019年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000150774

【氏名又は名称】株式会社槌屋

(73)【特許権者】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(73)【特許権者】

【識別番号】000116622

【氏名又は名称】愛知県

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】江島 充晃

(72)【発明者】

【氏名】星屋 さくら

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 陽久

(72)【発明者】

【氏名】水野 寛隆

(72)【発明者】

【氏名】榎堀 優

(72)【発明者】

【氏名】間瀬 健二

(72)【発明者】

【氏名】島上 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】田中 利幸

【審査官】 續山 浩二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０８９９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３７６８２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０１−０９２６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７７５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９９３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１７１０２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１７０４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０３０５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５０１３８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ７／１６

Ｇ０１Ｌ １／００−９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長尺の線状に形成された起わい体を有して、当該起わい体の長手方向における伸縮のひずみを電気的に検出することを実現させるひずみ計測用センサーにおいて、
糸状の物体を組んでなり、前記起わい体を内部に挿通された状態に有して、当該起わい体の前記伸縮に応じて伸び縮みされる編組体と、
前記編組体の少なくとも一部として組まれることで当該編組体によって所定の繰り返しパターンで留められ、かつ、前記起わい体の前記伸縮に応じて変形されることで電気的パラメータを変化させる１本以上の導電糸と、
を備え、
前記編組体が、前記導電糸を含む複数本の糸をはすかけに交差させた組みひも組織を長尺の帯状となした平打ち組みひもであり、
前記起わい体は、前記平打ち組みひもをなす各糸の間に組み込まれて留められ、当該平打ち組みひもの長手方向に長尺に伸びる複数本のフィラメントからなる、
ひずみ計測用センサー。

【請求項2】

請求項１に記載されたひずみ計測用センサーであって、
前記編組体は、複数本の前記導電糸を含む糸が組まれたものであり、かつ、当該導電糸のうち少なくとも２本が、糸状の導体の表面を絶縁体で覆った構成とされた絶縁導線をなし、
前記絶縁導線は、前記起わい体の前記伸縮に応じて前記各導体間の距離が変化するように変形されることで、当該各導体間の静電容量を前記電気的パラメータとして変化させる、
ひずみ計測用センサー。

【請求項3】

請求項１に記載されたひずみ計測用センサーであって、
前記１本以上の導電糸は、前記編組体上の複数箇所において互いに接触されて導通されることで、全体として前記導電糸が絡まることなく伸びている場合よりも低い電気抵抗を示すようにされ、かつ、前記起わい体の前記伸縮に応じた変形により前記導電糸同士の接触面積を増減させることで、当該導電糸全体としての前記電気抵抗を前記電気的パラメータとして変化させる、
ひずみ計測用センサー。

【請求項4】

長尺の線状に形成された起わい体を有して、当該起わい体の長手方向における伸縮のひずみを電気的に検出することを実現させるひずみ計測用センサーにおいて、
糸状の物体を組んでなり、前記起わい体を内部に挿通された状態に有して、当該起わい体の前記伸縮に応じて伸び縮みされる編組体と、
前記編組体の少なくとも一部として組まれることで当該編組体によって所定の繰り返しパターンで留められ、かつ、前記起わい体の前記伸縮に応じて変形されることで電気的パラメータを変化させる１本以上の導電糸と、
を備え、
前記１本以上の導電糸は、前記編組体上の複数箇所において互いに接触されて導通されることで、全体として前記導電糸が絡まることなく伸びている場合よりも低い電気抵抗を示すようにされ、かつ、前記起わい体の前記伸縮に応じた変形により前記導電糸同士の接触面積を増減させることで、当該導電糸全体としての前記電気抵抗を前記電気的パラメータとして変化させ、
前記編組体は、前記１本以上の導電糸を所定の一方向にたるませた輪奈を並べた列であるコースを、当該コースの前記各輪奈を絡めることで前記一方向に繋げた緯編み組織を呈し、
前記輪奈のそれぞれは、前記起わい体の前記伸縮に応じて前記一方向に伸び縮みされることで、前記コースにおいて隣り合う前記輪奈と互いに接触して導通される第１の伸縮状態と、前記コースにおいて隣り合う前記輪奈から離間される第２の伸縮状態と、に切り替えられる、
ひずみ計測用センサー。

【請求項5】

請求項４に記載されたひずみ計測用センサーであって、
前記一方向に繋げられた前記輪奈の並びであるウェールにおいて、前記輪奈の少なくとも１つは、前記起わい体の前記伸縮に応じて前記一方向に変位されることで、前記ウェールにおいて隣り合う前記輪奈のみと互いに接触して導通される第１の変位状態と、前記ウェールにおいて隣り合う前記輪奈および前記ウェールにおいて隣り合わない前記輪奈の両方を含む複数の前記輪奈と互いに接触して導通される第２の変位状態と、に切り替えられる、
ひずみ計測用センサー。

【請求項6】

長尺の線状に形成された起わい体を有して、当該起わい体の長手方向における伸縮のひずみを電気的に検出することを実現させるひずみ計測用センサーにおいて、
糸状の物体を組んでなり、前記起わい体を内部に挿通された状態に有して、当該起わい体の前記伸縮に応じて伸び縮みされる編組体と、
前記編組体の少なくとも一部として組まれることで当該編組体によって所定の繰り返しパターンで留められ、かつ、前記起わい体の前記伸縮に応じて変形されることで電気的パラメータを変化させる１本以上の導電糸と、
を備え、
前記１本以上の導電糸は、前記編組体上の複数箇所において互いに接触されて導通されることで、全体として前記導電糸が絡まることなく伸びている場合よりも低い電気抵抗を示すようにされ、かつ、前記起わい体の前記伸縮に応じた変形により前記導電糸同士の接触面積を増減させることで、当該導電糸全体としての前記電気抵抗を前記電気的パラメータとして変化させ、
前記編組体は、前記１本以上の導電糸を所定の一方向にたるませた輪奈を並べた列であるコースを、当該コースの前記各輪奈を絡めることで前記一方向に繋げた緯編み組織を呈し、
前記一方向に繋げられた前記輪奈の並びであるウェールにおいて、前記輪奈の少なくとも１つは、前記起わい体の前記伸縮に応じて前記一方向に変位されることで、前記ウェールにおいて隣り合う前記輪奈のみと互いに接触して導通される第１の変位状態と、前記ウェールにおいて隣り合う前記輪奈および前記ウェールにおいて隣り合わない前記輪奈の両方を含む複数の前記輪奈と互いに接触して導通される第２の変位状態と、に切り替えられる、
ひずみ計測用センサー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、長尺の線状に形成された起わい体の長手方向における伸縮のひずみを電気的に検出するひずみ計測用センサーに関する。

【背景技術】

【0002】

医療や健康分野では、様々な体の状態を計測するニーズがある。このため、体の信号を計測する試みは、従来から多く行われてきた。例えば呼吸は生命活動にとって欠かせない生理機能であり、運動中の自然な状態における呼吸計測は、実際の生活の中での呼吸器官の機能を診断する上で重要である。

【0003】

計測対象者の運動を妨げることなく呼吸計測を行う技術としては、例えば下記の特許文献１に記載された技術が知られている。この技術では、起わい体となる弾性糸に導電糸を巻き付けてなるひずみ計測用センサーを計測対象者の被服に装着し、計測対象者の呼吸にともないひずみ計測用センサーの弾性糸に生じる長手方向の伸縮のひずみを導電糸の抵抗変化として検出することで呼吸計測を行う。ここで、ひずみ計測用センサーにおいて導電糸を弾性糸に巻き付けるのは、計測対象者の呼吸にともなう弾性糸の伸縮のひずみを導電糸の各部に分散させて、この弾性糸のひずみを導電糸により電気的に検出できるようにするためである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許５４１３５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載された技術では、伸縮されるひずみ計測用センサーにおいて弾性糸の長手方向への導電糸の位置ずれが弾性糸の伸縮のひずみとは関わりなく生じてひずみ計測用センサーの測定結果にばらつきが生じるという問題があった。

【0006】

本発明は、起わい体の伸縮のひずみを導電糸により電気的に検出するひずみ計測用センサーに、導電糸の位置ずれを抑える構成を設けることで、伸縮による測定結果のばらつきが抑えられたひずみ計測用センサーを実現させるものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のひずみ計測用センサーは以下の手段をとる。

【0008】

まず、第１の発明は、長尺の線状に形成された起わい体を有して、この起わい体の長手方向における伸縮のひずみを電気的に検出することを実現させるひずみ計測用センサーである。このひずみ計測用センサーは、糸状の物体を組んでなり、起わい体を内部に挿通された状態に有して、この起わい体の伸縮に応じて伸び縮みされる編組体を備えている。また、上記ひずみ計測用センサーは、編組体の少なくとも一部として組まれることでこの編組体によって所定の繰り返しパターンで留められ、かつ、起わい体の伸縮に応じて変形されることで電気的パラメータを変化させる１本以上の導電糸を備えている。また、第１の発明においては、上記編組体が、導電糸を含む複数本の糸をはすかけに交差させた組みひも組織を長尺の帯状となした平打ち組みひもであるものである。また、第１の発明において、上記起わい体は、上記平打ち組みひもをなす各糸の間に組み込まれて留められ、この平打ち組みひもの長手方向に長尺に伸びる複数本のフィラメントからなる。

【0009】

この第１の発明によれば、導電糸を編組体に組んで所定の繰り返しパターンで留めることで、この導電糸が起わい体の伸縮に応じて変形されることによる導電糸の位置ずれを、この導電糸の全長にわたって抑えることができる。これにより、起わい体の伸縮に対して、導電糸の位置ずれによる測定結果のばらつきが抑えられたひずみ計測用センサーを提供することができる。また、編組体を平打ち組みひもとしてこの平打ち組みひもをなす各糸の間に起わい体の各フィラメントを組み込むことで、全体形状が長尺の帯状をなすひずみ計測用センサーを形成することができる。

【0010】

ついで、第２の発明は、上述した第１の発明であって、前記編組体は、複数本の前記導電糸を含む糸が組まれたものであり、かつ、この導電糸のうち少なくとも２本が、糸状の導体の表面を絶縁体で覆った構成とされた絶縁導線をなすものである。これらの絶縁導線は、起わい体の伸縮に応じて上記各導体間の距離が変化するように変形されることで、この各導体間の静電容量を電気的パラメータとして変化させる。

【0011】

この第２の発明によれば、起わい体の伸縮のひずみを静電容量の変化として検出することができる。これにより、電力の消費が抑えられた状態で起わい体の伸縮のひずみを検出することができるひずみ計測用センサーを提供することができる。

【0012】

さらに、第３の発明は、上述した第１の発明であって、上記１本以上の導電糸は、編組体上の複数箇所において互いに接触されて導通されることで、全体として導電糸が絡まることなく伸びている場合よりも低い電気抵抗を示すようにされたものである。また、第３の発明において、上記１本以上の導電糸は、起わい体の伸縮に応じた変形により導電糸同士の接触面積を増減させることで、この導電糸全体としての電気抵抗を上記電気的パラメータとして変化させる。

【0013】

この第３の発明によれば、起わい体の伸縮のひずみを電気抵抗の変化として検出することができる。

【0014】

さらに、第４の発明は、長尺の線状に形成された起わい体を有して、この起わい体の長手方向における伸縮のひずみを電気的に検出することを実現させるひずみ計測用センサーである。このひずみ計測用センサーは、糸状の物体を組んでなり、起わい体を内部に挿通された状態に有して、この起わい体の伸縮に応じて伸び縮みされる編組体を備えている。また、上記ひずみ計測用センサーは、編組体の少なくとも一部として組まれることでこの編組体によって所定の繰り返しパターンで留められ、かつ、起わい体の伸縮に応じて変形されることで電気的パラメータを変化させる１本以上の導電糸を備えている。また、第４の発明において、上記１本以上の導電糸は、編組体上の複数箇所において互いに接触されて導通されることで、全体として導電糸が絡まることなく伸びている場合よりも低い電気抵抗を示すようにされたものである。また、第４の発明において、上記１本以上の導電糸は、起わい体の伸縮に応じた変形により導電糸同士の接触面積を増減させることで、この導電糸全体としての電気抵抗を上記電気的パラメータとして変化させる。また、第４の発明において、上記編組体は、１本以上の導電糸を所定の一方向にたるませた輪奈を並べた列であるコースを、このコースの各輪奈を絡めることで上記一方向に繋げた緯編み組織を呈するものである。ここで、上記輪奈のそれぞれは、起わい体の伸縮に応じて上記一方向に伸び縮みされることで、上記コースにおいて隣り合う輪奈と互いに接触して導通される第１の伸縮状態と、上記コースにおいて隣り合う輪奈から離間される第２の伸縮状態と、に切り替えられる。

【0015】

この第４の発明によれば、導電糸を編組体に組んで所定の繰り返しパターンで留めることで、この導電糸が起わい体の伸縮に応じて変形されることによる導電糸の位置ずれを、この導電糸の全長にわたって抑えることができる。これにより、起わい体の伸縮に対して、導電糸の位置ずれによる測定結果のばらつきが抑えられたひずみ計測用センサーを提供することができる。また、第４の発明によれば、起わい体の伸縮のひずみを電気抵抗の変化として検出することができる。すなわち、起わい体の伸縮に応じた編組体の伸び縮みを、その緯編み組織の各輪奈の変形にともなう電気抵抗の変化として検出することができる。

【0016】

さらに、第５の発明は、上述した第４の発明であって、上記一方向に繋げられた輪奈の並びであるウェールにおいて、上記輪奈の少なくとも１つは、起わい体の伸縮に応じて上記一方向に変位されることで、上記ウェールにおいて隣り合う輪奈のみと互いに接触して導通される第１の変位状態と、上記ウェールにおいて隣り合う輪奈および上記ウェールにおいて隣り合わない輪奈の両方を含む複数の輪奈と互いに接触して導通される第２の変位状態と、に切り替えられるものである。

【0017】

この第５の発明によれば、起わい体の伸縮に応じた編組体の伸び縮みを、その緯編み組織の各輪奈の変位にともなう電気抵抗の変化として検出することができる。

【0018】

さらに、第６の発明は、長尺の線状に形成された起わい体を有して、この起わい体の長手方向における伸縮のひずみを電気的に検出することを実現させるひずみ計測用センサーである。このひずみ計測用センサーは、糸状の物体を組んでなり、起わい体を内部に挿通された状態に有して、この起わい体の伸縮に応じて伸び縮みされる編組体を備えている。また、上記ひずみ計測用センサーは、編組体の少なくとも一部として組まれることでこの編組体によって所定の繰り返しパターンで留められ、かつ、起わい体の伸縮に応じて変形されることで電気的パラメータを変化させる１本以上の導電糸を備えている。また、第６の発明において、上記１本以上の導電糸は、編組体上の複数箇所において互いに接触されて導通されることで、全体として導電糸が絡まることなく伸びている場合よりも低い電気抵抗を示すようにされたものである。また、第６の発明において、上記１本以上の導電糸は、起わい体の伸縮に応じた変形により導電糸同士の接触面積を増減させることで、この導電糸全体としての電気抵抗を上記電気的パラメータとして変化させる。また、第６の発明において、上記編組体は、１本以上の導電糸を所定の一方向にたるませた輪奈を並べた列であるコースを、このコースの各輪奈を絡めることで上記一方向に繋げた緯編み組織を呈するものである。ここで、上記一方向に繋げられた輪奈の並びであるウェールにおいて、上記輪奈の少なくとも１つは、起わい体の伸縮に応じて上記一方向に変位されることで、上記ウェールにおいて隣り合う輪奈のみと互いに接触して導通される第１の変位状態と、上記ウェールにおいて隣り合う輪奈および上記ウェールにおいて隣り合わない輪奈の両方を含む複数の輪奈と互いに接触して導通される第２の変位状態と、に切り替えられる。

【0019】

この第６の発明によれば、導電糸を編組体に組んで所定の繰り返しパターンで留めることで、この導電糸が起わい体の伸縮に応じて変形されることによる導電糸の位置ずれを、この導電糸の全長にわたって抑えることができる。これにより、起わい体の伸縮に対して、導電糸の位置ずれによる測定結果のばらつきが抑えられたひずみ計測用センサーを提供することができる。また、第６の発明によれば、起わい体の伸縮のひずみを電気抵抗の変化として検出することができる。すなわち、起わい体の伸縮に応じた編組体の伸び縮みを、その緯編み組織の各輪奈の変位にともなう電気抵抗の変化として検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１の実施形態にかかるひずみ計測用センサー１０および本発明の第２の実施形態にかかるひずみ計測用センサー２０の使用状態を表した模式図である。

【図2】図１のひずみ計測用センサー１０の原理を説明する説明図であり、ひずみ計測用センサー１０の収縮状態を表す。

【図3】図１のひずみ計測用センサー１０の原理を説明する説明図であり、ひずみ計測用センサー１０の伸長状態を表す。

【図4】図１のひずみ計測用センサー１０を１回伸ばした際の縦ひずみ―静電容量特性を表したグラフである。

【図5】図１のひずみ計測用センサー１０を同じ条件で繰り返し伸縮させた際の静電容量の変化を表したグラフである。

【図6】図１のひずみ計測用センサー２０の原理を説明する説明図であり、ひずみ計測用センサー２０の収縮状態を表す。

【図7】図１のひずみ計測用センサー２０の原理を説明する説明図であり、ひずみ計測用センサー２０の伸長状態を表す。

【図8】本発明の第３の実施形態にかかるひずみ計測用センサー３０の使用状態を表した模式図である。

【図9】図８のひずみ計測用センサー３０の原理を説明する説明図であり、ひずみ計測用センサー３０の収縮状態を表す。

【図10】図８のひずみ計測用センサー３０の原理を説明する説明図であり、ひずみ計測用センサー３０の伸長状態を表す。

【図11】図８のひずみ計測用センサー３０を１回伸ばした際の縦ひずみ―電気抵抗特性を表したグラフである。

【図12】本発明の第５の実施形態にかかるひずみ計測用センサー５０の使用状態を表した模式図である。

【図13】図１２のＸＩＩＩ線矢視図であり、ひずみ計測用センサー５０の収縮状態を表す。

【図14】図１２のＸＩＩＩ線矢視図であり、ひずみ計測用センサー５０の伸長状態を表す。

【図15】図６の検出手段８０Ｂの概略構成を表した回路図である。

【図16】本発明の第４の実施形態にかかるひずみ計測用センサー４０の原理を説明する説明図であり、ひずみ計測用センサー４０の収縮状態を表す。

【図17】本発明の第４の実施形態にかかるひずみ計測用センサー４０の原理を説明する説明図であり、ひずみ計測用センサー４０の伸長状態を表す。

【図18】図２の検出手段８０Ｂの変形例であるチャージポンプ回路８９を表した回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。なお、以下において、編組体の端末を固めてこの端末がほつれることを防ぐほつれ止め剤などの付随的な構成については、その図示および詳細な説明を省略する。

【0024】

〈第１および第２の実施形態〉
始めに、第１の実施形態にかかるひずみ計測用センサー１０および第２の実施形態にかかるひずみ計測用センサー２０の各構成について、主に図１ないし図７を用いて説明する。このひずみ計測用センサー１０およびひずみ計測用センサー２０は、図１に示すように、計測対象者となるヒト８１の呼吸を、このヒト８１に負担をかけることなく（すなわち低侵襲の状態で）計測するための着用型の呼吸計測装置８０の一部である。

【0025】

呼吸計測装置８０は、計測着８０Ａにひずみ計測用センサー１０およびひずみ計測用センサー２０をそれぞれ取り付けて検出手段８０Ｂに接続させた構成となっている。計測着８０Ａは、ヒト８１に着せられた着用状態において、ヒト８１の体幹上部を前方および後方から覆うように構成されている。また、検出手段８０Ｂは、上記着用状態において計測着８０Ａに取り付けられることで、ヒト８１により携帯されるようになっている。なお、本実施形態では、計測着８０Ａは伸縮性に富む（例えば伸び率が５０［％］前後の）編み地からなるＴシャツであるが、計測着８０Ａは、伸縮性に乏しい（例えば伸び率が５［％］前後の）布帛からなるシャツ（図示省略）であってもよい。

【0026】

ここで、ひずみ計測用センサー１０は、ヒト８１の腹部における臍に対応して配置され、ヒト８１の腹部における臍を通る周方向の引張変形に応じて静電容量を変化させる。また、ひずみ計測用センサー２０は、ヒト８１の胸部における剣状突起に対応して配置され、ヒト８１の胸部における剣状突起を通る周方向の引張変形に応じて電気抵抗を変化させる。そして、検出手段８０Ｂは、ひずみ計測用センサー１０の静電容量の変化およびひずみ計測用センサー２０の電気抵抗の変化をそれぞれ電気的に検出し、その検出結果をデータ処理装置８０Ｃに随時所定のサンプリング周波数で送信する。ここで、ひずみ計測用センサー１０の静電容量およびひずみ計測用センサー２０の電気抵抗は、それぞれ本発明における「電気的パラメータ」に相当する。

【0027】

データ処理装置８０Ｃに検出手段８０Ｂから所定のサンプリング周波数で送信された上記検出結果は、データ処理装置８０Ｃで随時データ処理されてヒト８１の肺気量に変換される。この肺気量は、データ処理装置８０Ｃに付設された出力装置８０Ｄ（本実施形態ではディスプレイ）から随時出力される。

【0028】

ここで、検出手段８０Ｂからデータ処理装置８０Ｃへのデータ送信は、無線送信装置８０Ｅ、無線受信装置８０Ｆ、および、電波８０Ｇを用いた無線送信により行われる。これにより、ヒト８１の呼吸を、このヒト８１の行動範囲および運動状態に制限を設けることなく、外部の計測者（図示省略）が静止した状態で計測することができる。

【0029】

ひずみ計測用センサー１０は、図２および図３に示すように、糸状の物体を組むことで長尺の筒状に形成された袋ひも１１の中に、長尺の線状に形成されたゴム糸１０Ａを挿通させた構成となっている。ここで、袋ひも１１は本発明における「編組体」に、ゴム糸１０Ａは本発明における「起わい体」に、それぞれ相当する。

【0030】

ゴム糸１０Ａは、袋ひも１１の長手方向（図２で見て左右方向）に沿って長尺に伸びるように配設されて、この袋ひも１１の長手方向に伸び縮みすることができるように構成されている。また、ゴム糸１０Ａは、その両端が計測着８０Ａにミシン縫いで縫い付けられることで、上述したヒト８１の臍を通る周方向の引張変形に応じて伸縮されるようになっている。ここで、上記ミシン縫いの具体的な縫製方法は、本縫い、千鳥縫い、単環縫い、二重環縫いからなる群から選択することができる。また、ゴム糸１０Ａは、その両端が点ファスナー、線ファスナー、もしくは、面ファスナー、または、接着剤もしくは粘着剤または鋲により計測着８０Ａに取り付けられるものであってもよい。なお、本実施形態において、ゴム糸１０Ａは、２０番手（すなわち太さが１／２０［インチ］の）天然ゴム糸である。この天然ゴム糸は、パラゴムノキから採取したラテックスによって作られる天然ゴムからなるものであっても、化学合成された天然ゴムからなるものであってもよい。

【0031】

袋ひも１１は、４本の導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄと合計４本の絶縁糸１１Ｅとをはすかけに交差させた丸組の組みひも組織（具体的には太さが３［ｍｍ］のタテワケの組みひも）を呈するものである。また、袋ひも１１は、その長手方向の両端末がほつれ止め剤（図示省略）によって固められて、ゴム糸１０Ａにおいてその長手方向に離れた２箇所と接着されることで、このゴム糸１０Ａに沿って配設された状態で、このゴム糸１０Ａの伸縮に応じて伸び縮みされるようになっている。なお、図２および図３においては、袋ひも１１は２本組みの組織を呈しているが、袋ひも１１の組織は１本組み、３本組み、４本組み、または、２本網代組みであってもよい。

【0032】

各導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは、繊維状の導体を糸状の芯にし、この芯の表面を絶縁体で覆った構成の絶縁導線とされている。本実施形態において、上記「導体の繊維」は、日本蚕毛染色株式会社製の導電繊維であるサンダーロン（登録商標）を撚りあわせた糸状の芯である。また、本実施形態において、上記「絶縁体」は、ポリエステル繊維を撚りあわせた糸であり、上記糸状の芯の周りに巻きつけられることでこの芯の表面を覆う。

【0033】

ところで、袋ひも１１の伸縮は、導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄと絶縁糸１１Ｅとをはすかけに交差させた組みひも組織により、これらの各糸それ自体の伸縮が抑えられた状態で実現される。この際、上記組みひも組織は、導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄがはすかけに交差される交差角度をゴム糸１０Ａの伸縮に応じて変化させることで、導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄにおける各導体間の距離が変化するように伸び縮みされることで、この各導体間の静電容量を変化させる。

【0034】

ここで、各導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄにおける各導体は、２セットの二股接続コード８０Ｈ、８０Ｉを介して検出手段８０Ｂと接続されている。ここで、二股接続コード８０Ｈは、互いに対向される導電糸１１Ａ、１１Ｃにおける各導体を等電位とした状態で検出手段８０Ｂに接続する。また、二股接続コード８０Ｉは、導電糸１１Ａと導電糸１１Ｃとの間で互いに対向される導電糸１１Ｂ、１１Ｄにおける各導体を等電位とした状態で検出手段８０Ｂに接続する。

【0035】

さらに、検出手段８０Ｂは、二股接続コード８０Ｈ、８０Ｉに所定の周波数の電圧パルスを印加して導電糸１１Ａ、１１Ｃの各導体と導電糸１１Ｂ、１１Ｄの各導体との間の静電容量を測定し、この静電容量の変化を検出する。そして、ひずみ計測用センサー１０は、上述した各構成により、上述したヒト８１の臍を通る周方向の引張変形をゴム糸１０Ａの長手方向における伸縮のひずみとし、この伸縮のひずみを静電容量の変化として電気的に検出することを実現させる。なお、ゴム糸１０Ａの伸縮のひずみを静電容量の変化として検出する構成には、電力の消費が抑えられた状態でゴム糸１０Ａの伸縮のひずみを検出することができるというメリットが存在する。

【0036】

ところで、上述した４本の導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは、それぞれが袋ひも１１の一部として組まれることで、この袋ひも１１によって所定の繰り返しパターンで留められている。この構成によれば、ゴム糸１０Ａの伸縮に応じて各導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが変形されて位置ずれされることを、この各導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの全長にわたって抑えることができる。これにより、ゴム糸１０Ａの伸縮に対して、各導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの位置ずれによる測定結果のばらつきが抑えられたひずみ計測用センサー１０を提供することができる。また、上記構成には、袋ひも１１の表面がこすれた際の各導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの位置ずれを、この各導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの全長にわたって抑えることができる、というメリットもある。

【0037】

なお、本発明者は、上述したひずみ計測用センサー１０の性能を検証する第１および第２の実験を行った。この第１の実験においては、ひずみ計測用センサー１０のゴム糸１０Ａの両端をこのゴム糸１０Ａの縦ひずみ（力をかけた方向に伸縮するひずみ）が２６．５［％］になるまで引っ張り、この縦ひずみの変化に応じたひずみ計測用センサー１０の静電容量の変化を測定した。なお、本明細書において、「ひずみ計測用センサー１０の静電容量」とは、ひずみ計測用センサー１０における導電糸１１Ａ、１１Ｃの各導体と導電糸１１Ｂ、１１Ｄの各導体との間の静電容量のことをいう。

【0038】

上記第１の実験では、図４に示すように、ひずみ計測用センサー１０の静電容量はゴム糸１０Ａの伸びにつれて減少され、その減少量はゴム糸１０Ａの縦ひずみの大きさとほぼ比例されるという実験結果が得られた。ここから、ひずみ計測用センサー１０は、そのゴム糸１０Ａに生じた縦ひずみを、この縦ひずみの大きさに比例した出力で検出することができるといえる。

【0039】

ついで、上述した第２の実験について説明する。この第２の実験においては、ひずみ計測用センサー１０のゴム糸１０Ａの両端を引っ張って伸ばし、その後にこのゴム糸１０Ａの両端を放してひずみ計測用センサー１０を縮めることを８回繰り返す間における、ひずみ計測用センサー１０の静電容量の変化を測定した。なお、第２の実験において、ひずみ計測用センサー１０のゴム糸１０Ａは、毎回その縦ひずみが２０［％］となるまで引っ張った。

【0040】

上記第２の実験では、図５に示すように、ゴム糸１０Ａの伸縮に応じたひずみ計測用センサー１０の静電容量の変化は、その特性がゴム糸１０Ａの伸縮の繰り返しによってはほとんど変わらないという実験結果が得られた。ここから、ひずみ計測用センサー１０は、繰り返しの伸縮による測定結果のばらつきが少ないひずみ計測用センサーであるということができる。

【0041】

さて、ひずみ計測用センサー２０は、図６および図７に示すように、糸状の物体を組むことで長尺の筒状に形成された袋ひも２１の中に、長尺の線状に形成されたゴム糸２０Ａを挿通させた構成となっている。ここで、袋ひも２１は本発明における「編組体」に、ゴム糸２０Ａは本発明における「起わい体」に、それぞれ相当する。

【0042】

ゴム糸２０Ａは、袋ひも２１の長手方向（図６で見て左右方向）に沿って長尺に伸びるように配設されて、この袋ひも２１の長手方向に伸び縮みすることができるように構成されている。また、ゴム糸２０Ａは、その両端が上述した計測着８０Ａにミシン縫いで縫い付けられることで、上述したヒト８１の剣状突起を通る周方向の引張変形に応じて伸縮されるようになっている。ここで、上記ミシン縫いの具体的な縫製方法は、本縫い、千鳥縫い、単環縫い、二重環縫いからなる群から選択することができる。また、ゴム糸２０Ａは、その両端が点ファスナー、線ファスナー、もしくは、面ファスナー、または、接着剤もしくは粘着剤または鋲により計測着８０Ａに取り付けられるものであってもよい。なお、本実施形態において、ゴム糸２０Ａは天然ゴム糸である。この天然ゴム糸は、パラゴムノキから採取したラテックスによって作られる天然ゴムからなるものであっても、化学合成された天然ゴムからなるものであってもよい。

【0043】

袋ひも２１は、合計８本の導電糸２１Ａをはすかけに交差させた丸組の組みひも組織（具体的には太さが２［ｍｍ］の２本組みの組みひも）からなるものである。なお、本実施形態において、導電糸２１Ａは金属めっきフィラメントである。ここで、上記金属めっきフィラメントにおいてめっきされる金属の種類は、銅、アルミニウム、金、銀からなる群から選択することができる。

【0044】

また、袋ひも２１は、その長手方向の両端末がほつれ止め剤（図示省略）によって固められて、ゴム糸２０Ａにおいてその長手方向に離れた２箇所と接着されることで、このゴム糸２０Ａに沿って配設された状態で、このゴム糸２０Ａの伸縮に応じて伸縮されるようになっている。この伸縮は、上記丸組の組みひも組織により、その各導電糸２１Ａそれ自体の伸縮が抑えられた状態で実現される。

【0045】

ところで、各導電糸２１Ａは、８本で袋ひも２１の全体をなすように組まれることで、互いに所定の繰り返しパターンで留められ、袋ひも２１上の複数箇所において互いに接触されて導通されている。これにより、８本の導電糸２１Ａは、この各導電糸２１Ａが絡まることなく伸びている場合（図示せず）と比べて、導電糸２１Ａ全体としての電気抵抗が低くなるようにされている。

【0046】

上記構成によれば、ゴム糸２０Ａの伸縮に応じて導電糸２１Ａが変形されて位置ずれされることを、この各導電糸２１Ａの全長にわたって抑えることができる。これにより、ゴム糸２０Ａの伸縮に対して、各導電糸２１Ａの位置ずれによる測定結果のばらつきが抑えられたひずみ計測用センサー２０を提供することができる。また、袋ひも２１に組まれた各導電糸２１Ａは、ゴム糸２０Ａの伸縮に応じて変形されることで導電糸２１Ａ同士の接触面積を増減させ、この増減に応じて導電糸２１Ａ全体としての電気抵抗を変化させる。また、上記構成には、袋ひも２１の表面がこすれた際の各導電糸２１Ａの位置ずれを、この各導電糸２１Ａの全長にわたって抑えることができる、というメリットもある。

【0047】

ここで、袋ひも２１は、その長手方向の両端末部分の導電糸２１Ａが、それぞれ接続コード８０Ｊ、８０Ｋを介して検出手段８０Ｂと導通されている。これにより、ひずみ計測用センサー２０は、ゴム糸２０Ａの伸縮のひずみを電気抵抗の変化として電気的に検出することを検出手段８０Ｂに実現させる。本実施形態において、検出手段８０Ｂは、図１５に示すように、ひずみ計測用センサー２０の袋ひも２１を未知の抵抗としたホイートストーンブリッジ回路８０Ｌにより、上記電気抵抗の変化を出力電圧の変動に変換して求める。

【0048】

〈第３の実施形態〉
続いて、第３の実施形態にかかるひずみ計測用センサー３０の構成について、図８ないし図１１を用いて説明する。第３の実施形態にかかるひずみ計測用センサー３０は、第２の実施形態にかかるひずみ計測用センサー２０を変形した実施形態である。したがって、上記第２の実施形態にかかるひずみ計測用センサー２０の説明に登場した構成と共通する構成については、その構成に付した符号に「１０」を加算した符号を付すことで対応させ、その詳細な説明を省略する。

【0049】

第３の実施形態にかかるひずみ計測用センサー３０は、図８に示すように、計測対象者となるヒト９１の肘関節の角度を、このヒト９１に負担をかけることなく（すなわち低侵襲の状態で）計測するための着用型の肘関節角度計測装置９０の一部である。この肘関節角度計測装置９０は、計測着９０Ａ（本実施形態では長袖のブラウス）にひずみ計測用センサー３０を取り付けて検出手段９０Ｂに接続させた構成となっている。計測着９０Ａは、ヒト９１に着せられた着用状態において、ヒト９１の体幹上部および両腕を覆うように構成されて、その伸び率（破断をともなうことなく許容できる縦ひずみの最大値）が所定の値（例えば１５［％］）となるようにされている。また、検出手段９０Ｂは、上記着用状態において計測着９０Ａの右上腕部分に巻き付いた状態に取り付けられることで、ヒト９１により携帯されるようになっている。

【0050】

ここで、ひずみ計測用センサー３０は、ヒト９１の右腕における肘がしらに対応して配置され、ヒト８１の右肘の屈曲に応じて電気抵抗を変化させる。そして、検出手段９０Ｂは、ひずみ計測用センサー３０の電気抵抗の変化を電気的に検出し、その検出結果をデータ処理装置９０Ｃに随時所定のサンプリング周波数で送信する。ここで、ひずみ計測用センサー３０の電気抵抗は、本発明における「電気的パラメータ」に相当する。

【0051】

データ処理装置９０Ｃに検出手段９０Ｂから所定のサンプリング周波数で送信された上記検出結果は、データ処理装置９０Ｃで随時データ処理されてヒト９１の右腕における肘関節の角度に変換される。この肘関節の角度は、データ処理装置９０Ｃに付設された出力装置９０Ｄ（本実施形態ではディスプレイ）から随時出力される。

【0052】

ここで、検出手段９０Ｂからデータ処理装置９０Ｃへのデータ送信は、無線送信装置９０Ｅ、無線受信装置９０Ｆ、および、電波９０Ｇを用いた無線送信により行われる。これにより、ヒト９１の右腕における肘関節の角度を、このヒト９１の行動範囲および運動状態に制限を設けることなく、外部の計測者（図示省略）が静止した状態で計測することができる。

【0053】

ひずみ計測用センサー３０は、図９および図１０に示すように、長尺の帯状に形成された平打ち組みひも３１に、長尺の線状に形成された４本のゴム糸３０Ａを組み込んで留めることで、全体形状が長尺の帯状をなすように形成されている。ここで、平打ち組みひも３１は本発明における「編組体」に、各ゴム糸３０Ａは本発明における「起わい体」および「フィラメント」に、それぞれ相当する。

【0054】

各ゴム糸３０Ａは、平打ち組みひも３１の長手方向（図９で見て上下方向）に沿って長尺に伸びるように配設されて、この平打ち組みひも３１の長手方向に伸び縮みすることができるように構成されている。また、ゴム糸３０Ａは、その両端が上述した計測着９０Ａに縫い付けられることで、上述した右肘の屈曲に応じて伸縮されるようになっている。なお、本実施形態において、各ゴム糸３０Ａは天然ゴム糸である。この天然ゴム糸は、パラゴムノキから採取したラテックスによって作られる天然ゴムからなるものであっても、化学合成された天然ゴムからなるものであってもよい。

【0055】

平打ち組みひも３１は、合計９本の導電糸３１Ａをはすかけに交差させた平組の組みひも組織（具体的には幅が３［ｍｍ］の２本組み（高麗組み）の組みひも）を呈するものである。なお、本実施形態において、導電糸３１Ａは金属めっきフィラメントである。ここで、上記金属めっきフィラメントにおいてめっきされる金属の種類は、銅、アルミニウム、金、銀からなる群から選択することができる。

【0056】

また、平打ち組みひも３１は、その長手方向の両端末がほつれ止め剤（図示省略）によって固められて各ゴム糸３０Ａと接着されることで、これらのゴム糸３０Ａに沿って配設された状態で、このゴム糸３０Ａの伸縮に応じて伸縮されるようになっている。この伸縮は、上記平組の組みひも組織により、その各導電糸３１Ａの伸縮が抑えられた状態で実現される。

【0057】

ところで、各導電糸３１Ａは、９本で平打ち組みひも３１の全体をなすように組まれることで、互いに所定の繰り返しパターンで留められ、平打ち組みひも３１上の複数箇所において互いに接触されて導通されている。これにより、９本の導電糸３１Ａは、この各導電糸３１Ａが絡まることなく伸びている場合（図示せず）と比べて、導電糸３１Ａ全体としての電気抵抗が低くなるようにされている。

【0058】

上記構成によれば、４本のゴム糸３０Ａの伸縮に応じて導電糸３１Ａが変形されて位置ずれされることを、この各導電糸３１Ａの全長にわたって抑えることができる。これにより、ゴム糸３０Ａの伸縮に対して、各導電糸３１Ａの位置ずれによる測定結果のばらつきが抑えられたひずみ計測用センサー３０を提供することができる。また、平打ち組みひも３１に組まれた各導電糸３１Ａは、ゴム糸３０Ａの伸縮に応じて変形されることで導電糸３１Ａ同士の接触面積を増減させ、この導電糸３１Ａ全体としての電気抵抗を変化させる。

【0059】

ここで、平打ち組みひも３１は、その長手方向の両端末部分の導電糸３１Ａが、それぞれ接続コード９０Ｈ、９０Ｉを介して検出手段９０Ｂと導通されている。これにより、ひずみ計測用センサー３０は、ゴム糸３０Ａの伸縮のひずみを電気抵抗の変化として検出することを検出手段９０Ｂに実現させる。

【0060】

なお、本発明者は、上述したひずみ計測用センサー３０の性能を検証する第３の実験を行った。この第３の実験においては、両端がほつれ止め剤（図示省略）によって固められた状態のひずみ計測用センサー３０を単体で用意してその両端を引っ張り、この引っ張りによる縦ひずみに応じたひずみ計測用センサー３０の両端間における電気抵抗の変化を測定した。

【0061】

上記第３の実験では、図１１に示すように、ひずみ計測用センサー３０の両端間における電気抵抗はひずみ計測用センサー３０の縦ひずみの増加（すなわち伸び）につれて増加された。また、上記第３の実験では、ひずみ計測用センサー３０の縦ひずみが１５［％］以下の範囲において、上記電気抵抗の増加量はひずみ計測用センサー３０の縦ひずみの大きさとほぼ比例されるという実験結果が得られた。ここから、ひずみ計測用センサー３０は、伸び率が１５［％］の計測着９０Ａ（図８参照）に取り付けられた場合に、この計測着９０Ａに生じた伸縮のひずみを、このひずみの大きさに比例した出力で検出することができるといえる。

【0062】

〈第４の実施形態〉
続いて、第４の実施形態にかかるひずみ計測用センサー４０の構成について、図１６および図１７を用いて説明する。第４の実施形態にかかるひずみ計測用センサー４０は、第３の実施形態にかかるひずみ計測用センサー３０を変形した実施形態である。したがって、上記第３の実施形態にかかるひずみ計測用センサー３０の説明に登場した構成と共通する構成については、その構成に付した符号における十の位の数字のうち、「９」を「７」に、「３」を「４」にそれぞれ置き換えた符号を付すことで対応させ、その詳細な説明を省略する。

【0063】

第４の実施形態にかかるひずみ計測用センサー４０は、図１６および図１７に示すように、平打ち組みひも４１をなす９本の導電糸を絶縁導線４１Ａとしたものである。ここで、各絶縁導線４１Ａは、繊維状の導体を糸状の芯にし、この芯の表面を絶縁体で覆った構成とされている。本実施形態において、上記「導体の繊維」は、日本蚕毛染色株式会社製の導電繊維であるサンダーロン（登録商標）を撚りあわせた糸状の芯である。また、本実施形態において、上記「絶縁体」は、ポリエステル繊維を撚りあわせた糸であり、上記糸状の芯の周りに巻きつけられることでこの芯の表面を覆う。

【0064】

また、９本の絶縁導線４１Ａのうち、互いに隣り合う２本の絶縁導線４１Ａの各導体は、それぞれ接続コード７０Ｈ、７０Ｉを介して検出手段７０Ｂと接続されている。この検出手段７０Ｂは、接続コード７０Ｈ、７０Ｉに所定の周波数の電圧パルスを印加して上記各導体間の静電容量を測定し、この静電容量の変化を検出する。なお、接続コード７０Ｈは、上記９本の絶縁導線４１Ａのうち、５本の絶縁導線４１Ａの各導体を等電位の状態で検出手段７０Ｂと接続させるものであってもよい。この形態において、接続コード７０Ｉは、上記９本の絶縁導線４１Ａのうち、接続コード７０Ｈが接続されていない４本の絶縁導線４１Ａの各導体を等電位の状態で検出手段７０Ｂと接続させる。

【0065】

ところで、平打ち組みひも４１の伸縮は、９本の絶縁導線４１Ａをはすかけに交差させた組みひも組織により、これらの各糸の伸縮が抑えられた状態で実現される。この際、上記組みひも組織は、４本のゴム糸４０Ａの伸縮に応じて９本の絶縁導線４１Ａにおける各導体間の距離が変化するように変形されることで、この各導体間の静電容量をそれぞれ変化させる。このため、検出手段７０Ｂが検出する静電容量の変化は、４本のゴム糸４０Ａの長手方向における伸縮のひずみを電気的に検出したものとなる。なお、ゴム糸４０Ａの伸縮のひずみを静電容量の変化として検出する構成には、電力の消費が抑えられた状態でゴム糸４０Ａの伸縮のひずみを検出することができるというメリットが存在する。

【0066】

〈第５の実施形態〉
続いて、第５の実施形態にかかるひずみ計測用センサー５０の構成について、図１２ないし図１４を用いて説明する。第５の実施形態にかかるひずみ計測用センサー５０は、第２の実施形態にかかるひずみ計測用センサー２０を変形した実施形態である。したがって、上記第３の実施形態にかかるひずみ計測用センサー３０の説明に登場した構成と共通する構成については、その構成に付した符号における十の位の数字のうち、「８」を「６」に、「２」を「５」にそれぞれ置き換えた符号を付すことで対応させ、その詳細な説明を省略する。

【0067】

第５の実施形態にかかるひずみ計測用センサー５０は、図１２に示すように、産業用の垂直関節ロボット６１における関節６１Ａの角度を計測するための関節角度計測装置６０の一部である。このひずみ計測用センサー５０は、垂直関節ロボット６１に対してこの垂直関節ロボット６１における関節６１Ａの屈曲方向の片側（図１２では右側）に張り渡された状態に取り付けられて、この関節６１Ａの屈曲に応じて伸び縮みされることで電気抵抗を変化させる。ここで、ひずみ計測用センサー５０は、その両端部分が、垂直関節ロボット６１に対して、点ファスナー、線ファスナー、面ファスナー、接着剤、粘着剤、および、鋲からなる群から選択される取り付け手段により取り付けられる。そして、関節角度計測装置６０は、ひずみ計測用センサー５０の電気抵抗を検出手段６０Ｂにより電気的に検出し、この電気抵抗からひずみ計測用センサー５０のゴム糸５０Ａ（図１３参照）の長手方向における伸縮のひずみおよび関節６１Ａの屈曲角度を求める。ここで、検出手段６０Ｂが検出するひずみ計測用センサー５０の電気抵抗は、本発明における「電気的パラメータ」に相当する。なお、検出手段６０Ｂは、垂直関節ロボット６１に対して巻き付いた状態に取り付けられる。

【0068】

ひずみ計測用センサー５０は、図１３および図１４に示すように、１本の導電糸５１Ａを長尺の筒状に編み上げてなるリリヤン５１の中に、長尺の線状に形成されたゴム糸５０Ａを挿通させた構成となっている。ここで、リリヤン５１は本発明における「編組体」に、ゴム糸５０Ａは本発明における「起わい体」に、それぞれ相当する。なお、本実施形態において、導電糸５１Ａは銀めっきフィラメントである。また、本明細書において、「リリヤン」とは、ＪＩＳ Ｌ０２１３に規定された「数本の編針で作った平編組織のひも」のことをいう。

【0069】

リリヤン５１は、１本の導電糸５１Ａを所定の一方向（図１３では上下方向）にたるませた輪奈５１Ｂを並べた列であるコース５１Ｃを、このコース５１Ｃの各輪奈５１Ｂを絡めて上記一方向に多数段繋げることで、この一方向に長尺な線状に形成される。すなわち、リリヤン５１は、本発明における「緯編み組織」に相当する。なお、本実施形態において、リリヤン５１は裏メリヤス編みの組織を呈する。

【0070】

ところで、導電糸５１Ａは、１本でリリヤン５１の全体をなすように編まれることで、互いに所定の繰り返しパターンで留められ、リリヤン５１上の複数箇所において互いに接触されて導通されている。これにより、導電糸５１Ａは、この導電糸５１Ａが絡まることなく伸びている場合（図示せず）と比べて、リリヤン５１全体としての電気抵抗を低くする。そして、リリヤン５１における各輪奈５１Ｂは、ゴム糸５０Ａの伸縮に応じた変形および変位により導電糸２１Ａ同士が接触する面積を増減させ、リリヤン５１全体としての電気抵抗を変化させる。

【0071】

具体的には、輪奈５１Ｂのそれぞれは、ゴム糸５０Ａの伸縮に応じて上記一方向に伸び縮みされることで、コース５１Ｃが延びる方向（図１３で見て左右方向）に広がった第１の伸縮状態と、上記一方向（図１４でみて上下方向）に引き伸ばされた第２の伸縮状態と、に切り替えられる。ここで、上記第１の伸縮状態においては、図１３に示すように、各輪奈５１Ｂは、そのコース５１Ｃにおいて隣り合う輪奈５１Ｂと互いに接触して導通されることで、リリヤン５１全体としての電気抵抗を低減させる。また、上記第２の伸縮状態においては、図１４に示すように、各輪奈５１Ｂは、そのコース５１Ｃにおいて隣り合う輪奈５１Ｂから離間されることで、上記第１の伸縮状態の場合よりもリリヤン５１全体の電気抵抗を大きくする。これにより、ひずみ計測用センサー５０は、ゴム糸５０Ａの伸縮に応じたリリヤン５１の伸び縮みを、このリリヤン５１の各輪奈５１Ｂの変形にともなう電気抵抗の変化として検出することを実現させる。

【0072】

また、上記一方向に繋げられた輪奈５１Ｂの並びであるウェール５１Ｄにおいて、各輪奈５１Ｂは、ゴム糸５０Ａの伸縮に応じて上記一方向に変位されることで、図１３に示す第２の変位状態と、図１４に示す第１の変位状態と、に切り替えられる。ここで、上記第２の変位状態においては、各輪奈５１Ｂは、そのウェール５１Ｄにおいて隣り合う輪奈５１Ｂ、および、同じウェール５１Ｄにおいてコース５１Ｃが２段分だけ離れた輪奈５１Ｂと互いに接触して導通されることで、リリヤン５１全体としての電気抵抗を低減させる。また、上記第１の変位状態においては、各輪奈５１Ｂは、そのウェール５１Ｄにおいて隣り合う輪奈５１Ｂのみと互いに接触して導通されることで、上記第２の変位状態の場合よりもリリヤン５１全体の電気抵抗を大きくする。これにより、ひずみ計測用センサー５０は、ゴム糸５０Ａの伸縮に応じたリリヤン５１の伸び縮みを、このリリヤン５１の各輪奈５１Ｂの変位にともなう電気抵抗の変化として検出することを実現させる。

【0073】

本発明にかかるひずみ計測用センサーは、上述した第１から第５の各実施形態で説明した外観、構成に限定されず、その要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、以下のような各種の形態を実施することができる。

【0074】

（１）上述した第１および第２の実施形態のひずみ計測用センサー１０、２０（図１参照）におけるゴム糸１０Ａ、２０Ａの伸縮のひずみを検出する検出手段８０Ｂの構成は、上述したものに限定されない。すなわち、検出手段８０Ｂは、ゴム糸２０Ａの伸縮のひずみにともなう袋ひも２１の電気抵抗の変化を四端子測定法により求めるものであってもよい。また、検出手段８０Ｂは、ひずみ計測用センサー１０の静電容量の変化を自動平衡ブリッジ法により求めるものであってもよい。また、ひずみ計測用センサー１０の静電容量は、このひずみ計測用センサー１０を未知容量のコンデンサー８９Ａとして組み込んだチャージポンプ回路８９（図１８参照）を検出手段として検出するものであってもよい。ここで、チャージポンプ回路８９においては、まず、直流定電圧源８９Ｂが未知容量のコンデンサー８９Ａに一定の電圧を印加して、この未知容量のコンデンサー８９Ａに電荷を蓄える。この未知容量のコンデンサー８９Ａに蓄えられた電荷は、配線切り替え装置（例えば４連スイッチ）８９Ｃの切り替えにより既知容量のコンデンサー８９Ｄに移し変えられる。そして、チャージポンプ回路８９においては、電荷が移し変えられる既知容量のコンデンサー８９Ｄに並列に接続された電圧計８９Ｅの出力が、未知容量のコンデンサー８９Ａの静電容量に対応する出力として得られる。

【0075】

（２）上述した第１および第２の各実施形態にかかるひずみ計測用センサー１０、２０（図１参照）における袋ひも１１、２１は、合計８本の糸を組んだ丸組の組みひも組織を呈するものに限定されない。すなわち、袋ひも１１、２１は、例えば１６本など、４以上の任意の偶数本だけ糸を組んだ組みひも組織を呈するものであってもよい。また、袋ひも１１、２１における糸の組み方は、丸組であっても角組であってもよい。

【0076】

（３）上述した第３および第４の各実施形態にかかるひずみ計測用センサー３０、４０（図９、図１６を参照）における平打ち組みひも３１、４１は、合計９本の糸を組んだ平組の組みひも組織を呈するものに限定されない。すなわち、上記平打ち組みひもは、３以上の任意の奇数本だけ糸を組んだ平組の組みひも組織を呈するものであってもよい。この場合において、上記平打ち組みひもに組み込まれるゴム糸の本数は、上記平組の組みひも組織において組まれる糸の本数に応じて適宜変更することができる。

【0077】

（４）上述した第５の実施形態にかかるひずみ計測用センサー５０におけるリリヤン５１（図１３参照）の構成は、上述したものに限定されない。すなわち、上記リリヤンは、例えばガーター編みの組織もしくはリブ編みの組織、または、２本の糸を使用した添え糸編みの組織など、適宜選択した緯編み組織を呈するひもとすることができる。ここで、ガーター編みの組織においては、１つのウェール上で隣り合う各輪奈が組織の厚さ方向に位置ずれされ、リブ編みの組織においては、１つのコース上で隣り合う各輪奈が組織の厚さ方向に位置ずれされる。このため、上記リリヤンをガーター編みの組織を呈するひもとした場合には、このひものゴム糸の伸縮に応じた伸び縮みを、その各輪奈の変形にともなう電気抵抗の変化のみから検出するひずみ計測用センサーを提供することができる。また、上記リリヤンをリブ編みの組織を呈するひもとした場合には、このひものゴム糸の伸縮に応じた伸び縮みを、その各輪奈の変位にともなう電気抵抗の変化のみから検出するひずみ計測用センサーを提供することができる。

【0078】

（５）本発明は、起わい体として天然ゴム糸を用いたひずみ計測用センサーに限定されない。すなわち、本発明にかかるひずみ計測用センサーにおいては、起わい体となるゴム糸を、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）からなる群より選択されるジエン系合成ゴムを原料としたゴム糸とすることができる。また、本発明にかかるひずみ計測用センサーにおいては、起わい体となるゴム糸を、ブチルゴム、イソブチエン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）フッ素ゴム（ＦＫＭ）からなる群より選択される非ジエン系合成ゴムを原料としたゴム糸とすることができる。また、本発明にかかるひずみ計測用センサーにおいては、起わい体となるゴム糸を、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマーからなる群より選択される熱可塑性エラストマーを原料としたゴム糸とすることができる。また、本発明にかかるひずみ計測用センサーにおいては、例えばナイロン製のニット用の縫い糸など、任意の伸縮糸あるいは弾性糸をゴム糸の代わりに起わい体として用いることができる。また、本発明にかかるひずみ計測用センサーは、伸び縮み可能なリリヤンあるいは組みひもを起わい体として機能させたひずみ計測用センサーであってもよい。

【0079】

（６）本発明において、導電糸の構成は、上述した各実施形態の構成に限定されない。すなわち、本発明にかかるひずみ計測用センサーにおいては、例えば炭素繊維もしくは金属線などの導電繊維を線状に形成して導電糸として機能させることができる。ここで、上記炭素繊維は、ポリアクリロニトリル繊維またはピッチ繊維などの有機繊維を炭化したものとすることができる。また、上記金属線をなす金属の種類は、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼、ニクロムなどのニッケル合金、金、銀、チタンからなる群から選択することができる。また、本発明にかかるひずみ計測用センサーにおいては、ポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの絶縁性のプラスチックに、カーボン、グラファイト、カーボナノチューブなどの導電剤を添加して線状の導体に成形したものを導電糸として機能させることができる。また、本発明にかかるひずみ計測用センサーにおいては、上述した導電繊維と非導電繊維とを混紡した混紡繊維を線状に形成して導電糸として機能させることができる。ここで、上記混紡繊維からなる導電糸は、引き伸ばされると内部の各導電繊維が互いに近接して電気抵抗が小さくなるという性質を有する。このため、導電糸が上記混紡繊維からなるものである場合、導電糸を組みひもに組みこんでこの導電糸の伸縮を抑える構成は、導電糸の伸縮によるひずみ計測用センサーの特性の変化をより小さくするという作用効果を追加で発揮する。なお、上述した第１の実施形態のひずみ計測用センサー１０（図２参照）において、導電糸１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄは絶縁導線であるが、この絶縁導線の構成は、例えば金属線にプラスチックまたはエナメルの皮膜を施した構成など、適宜選択した構成に変更することができる。また、上記絶縁導線の本数は、２本以上であれば何本であってもよい。

【0080】

（７）本発明にかかるひずみ計測用センサーは、着用型の呼吸計測装置あるいは肘関節角度計測装置の一部をなすものに限定されず、伸縮のひずみを電気的に検出する任意の装置に用いることができるものである。例えば、本発明にかかるひずみ計測用センサーは、計測対象者のズボンにおけるひざがしらの部分に取り付けられて、計測対象者の屈伸にともなう伸縮のひずみを検出するセンサーに用いることができる。また、本発明にかかるひずみ計測用センサーは、計測対象者の指にその腱に沿った状態で貼り付けられて、計測対象者の指の動きにともなう伸縮のひずみを検出するセンサーに用いることもできる。

【符号の説明】

【0081】

１０ ひずみ計測用センサー
１０Ａ ゴム糸（起わい体）
１１ 袋ひも（編組体）
１１Ａ 導電糸（絶縁導線）
１１Ｂ 導電糸（絶縁導線）
１１Ｃ 導電糸（絶縁導線）
１１Ｄ 導電糸（絶縁導線）
１１Ｅ 絶縁糸
２０ ひずみ計測用センサー
２０Ａ ゴム糸（起わい体）
２１ 袋ひも（編組体）
２１Ａ 導電糸
３０ ひずみ計測用センサー
３０Ａ ゴム糸（起わい体、フィラメント）
３１ 平打ち組みひも（編組体）
３１Ａ 導電糸
４０ ひずみ計測用センサー
４０Ａ ゴム糸（起わい体、フィラメント）
４１ 平打ち組みひも（編組体）
４１Ａ 絶縁導線（導電糸）
５０ ひずみ計測用センサー
５０Ａ ゴム糸
５１ リリヤン（編組体、緯編み組織）
５１Ａ 導電糸
５１Ｂ 輪奈
５１Ｃ コース
５１Ｄ ウェール
６０ 関節角度計測装置
６０Ｂ 検出手段
６０Ｃ データ処理装置
６０Ｄ 出力装置
６０Ｅ 無線送信装置
６０Ｆ 無線受信装置
６０Ｇ 電波
６０Ｊ 接続コード
６０Ｋ 接続コード
６１ 垂直関節ロボット
６１Ａ 関節
７０Ａ 計測着
７０Ｂ 検出手段
７０Ｅ 無線送信装置
７０Ｈ 接続コード
７０Ｉ 接続コード
８０ 呼吸計測装置
８０Ａ 計測着
８０Ｂ 検出手段
８０Ｃ データ処理装置
８０Ｄ 出力装置
８０Ｅ 無線送信装置
８０Ｆ 無線受信装置
８０Ｇ 電波
８０Ｈ 二股接続コード
８０Ｉ 二股接続コード
８０Ｊ 接続コード
８０Ｋ 接続コード
８０Ｌ ホイートストーンブリッジ回路
８１ ヒト（計測対象者）
８９ チャージポンプ回路（検出手段）
８９Ａ 未知容量のコンデンサー
８９Ｂ 直流定電圧源
８９Ｃ 配線切り替え装置
８９Ｄ 既知容量のコンデンサー
８９Ｅ 電圧計
９０ 肘関節角度計測装置
９０Ａ 計測着
９０Ｂ 検出手段
９０Ｃ データ処理装置
９０Ｄ 出力装置
９０Ｅ 無線送信装置
９０Ｆ 無線受信装置
９０Ｇ 電波
９０Ｈ 接続コード
９０Ｉ 接続コード
９１ ヒト（計測対象者）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】