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再表2019-98182複合配線、静電容量センサ、多重化ケーブル及び素子内蔵型配線
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2019年5月23日
【発行日】2020年4月2日
(54)【発明の名称】複合配線、静電容量センサ、多重化ケーブル及び素子内蔵型配線
(51)【国際特許分類】
   A61B 5/0408 20060101AFI20200306BHJP
   A61B 5/0478 20060101ALI20200306BHJP
   H01B 7/06 20060101ALI20200306BHJP
【FI】
   A61B5/04 300R
   H01B7/06
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】19
【出願番号】特願2019-554221(P2019-554221)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2018年11月13日
(31)【優先権主張番号】特願2017-220479(P2017-220479)
(32)【優先日】2017年11月15日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】塚田 信吾
(72)【発明者】
【氏名】中島 寛
【テーマコード(参考)】
4C127
5G311
【Fターム(参考)】
4C127JJ03
4C127LL13
4C127LL17
4C127LL19
5G311BA01
5G311BB02
5G311BC01
(57)【要約】
伸縮性を有するシース内に複数の配線が収容されて纏められている複合配線であって、前記配線の少なくとも1つが、伸縮性を有するチューブと、前記チューブの中に配置された導線と、前記チューブの長さ方向の両端において前記導線と前記チューブとを固定する固定部とを備え、前記チューブを伸長していない状態における前記固定部の間の長さは、前記導線の方が前記チューブよりも長い伸縮性配線である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
伸縮性を有するシース内に複数の配線が収容される複合配線であって、
前記配線の少なくとも1つが、伸縮性を有するチューブと、前記チューブの中に配置された導線と、前記チューブの長さ方向の両端において前記導線と前記チューブとを固定する固定部とを備え、前記チューブを伸長していない状態における前記固定部の間の長さは、前記導線の方が前記チューブよりも長い伸縮性配線である複合配線。
【請求項2】
請求項1に記載の複合配線から形成され、前記シース内に前記配線として2本の前記伸縮性配線が収容されている静電容量センサ。
【請求項3】
請求項1に記載の複合配線から形成される多重化ケーブル。
【請求項4】
請求項1に記載の複合配線から形成され、前記シース内で配線同士が通知手段又は測定手段を介して接続されている素子内蔵型配線。
【請求項5】
請求項1に記載の複合配線が固定された衣服。
【請求項6】
前記複合配線の一端に接続されたトランスミッタを有する請求項5に記載の衣服。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複合配線、静電容量センサ、多重化ケーブル及び素子内蔵型配線に関する。
本願は、2017年11月15日に、日本に出願された特願2017−220479号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
例えば心電計や脳波計等の電気的な生体信号を取得する医療機器や健康器具、生理機能検査装置、研究機器においては、生体に接触させる生体電極と機器との間で電気信号を送受信するために、生体電極と機器とが配線で接続される(例えば非特許文献1、2)。配線が身体から離れた位置に不安定な状態に置かれると、体動や配線の振動による雑音を拾って信号雑音比(SN比)が悪化しやすくなる。一方、身体は静電容量が大きく、身体の近傍はシールド効果が得られる。そのため、配線の生体電極側の部分は、通常、身体の表面に沿って固定される。
【0003】
配線は一般的に伸縮性がなく比較的剛直なため、長さに余裕をもって長めに製造され、配線の余った部分は束ねられて粘着テープ等を用いて複数箇所で身体に固定されることが多い。しかし、配線が剛直であることで装着時に違和感を生じやすい。特に医療規格の配線は、耐電圧、引っ張り強度、インピーダンス変動の抑制等の要求により重く硬いものが多いため、振動を生じやすく、皮膚に接触した際の違和感が大きい。
【0004】
ベルト型や服型のウエアラブル生体電極等のウエアラブルな生体信号取得機器では、導電性の糸や金属配線材等の配線を、ウエアの生地に直接縫い付けたり、貼り付けたり、ウエアに設けられたトンネル構造や二重構造の収納スペース内に収めたりする。しかし、配線が伸縮性に乏しく剛直であるため、配線が取り付けられた部分で生地の伸縮性が損なわれ、着心地が悪くなる。配線が取り付けられた部分に伸縮性を与えるために、配線をジグザグ状に縫い付ける等の対策が行われる場合もあるが、充分な効果が得られないことが多いうえ、そのような対策を行うことによる生産性、作業性の低下が問題となる。
【0005】
また、ウエアラブルな生体信号取得機器では、配線の防水性が不充分であると、水泳、入浴、発汗、降雨等で配線が濡れた際に、心電図や筋電図等の生体信号の計測が困難となる。そのため、配線には優れた防水性も求められる。
【0006】
心臓発作、骨格筋の痙攣クランピング、癲癇等による痙攣発作等が起きた場合には迅速な対応が求められる。また、近年ではリハビリや健康増進のため、中高齢者がプールや温泉施設等で運動する機会が増えていることから、運動中の事故に迅速に対応することも求められる。また、熱中症の予防のためには、エアコンが効いた室内や車内と屋外とを行き来する際の発汗状態を管理する必要がある。そのため、これらのことを同時に検知したり、検知した情報を通知したり、警告を発したりする様々な機能に対応可能な配線が求められている。
機能性を有する配線としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の樹脂フィルムを利用する方法もあるが、この方法は配線がカールしやすく、違和感が大きくなるため実用に適さない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】高導電メンブレン配線板−株式会社フジクラ、フジクラ技報、p79−83,107号、2004年
【非特許文献2】当社のフレキシブルプリント回路事業の展開、2008年1月・SEI テクニカルレビュー・第172号、p1−9
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、耐カール性、防水性に優れ、かつ伸縮性に優れ、ウエアに適用された場合でも生地の伸縮性を損ないにくく、装着時の違和感を低減でき、様々な機能に対応可能な複合配線、及び該複合配線を用いた静電容量センサ、多重化ケーブル、素子内蔵型配線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一実施形態の複合配線は、伸縮性を有するシース内に複数の配線が収容される複合配線であって、前記配線の少なくとも1つが、伸縮性を有するチューブと、前記チューブの中に配置された導線と、前記チューブの長さ方向の両端において前記導線と前記チューブとを固定する固定部とを備え、前記チューブを伸長していない状態における前記固定部の間の長さは、前記導線の方が前記チューブよりも長い伸縮性配線である。
本発明の一実施形態の静電容量センサは、上記複合配線から形成され、前記シース内に前記配線として2本の前記伸縮性配線が収容されている。
本発明の一実施形態の多重化ケーブルは、上記複合配線から形成される。
本発明の一実施形態の素子内蔵型配線は、上記複合配線から形成され、前記シース内で配線同士が通知手段又は測定手段を介して接続されている。
本発明の一実施形態の衣服は、上記複合配線が固定されている。
【発明の効果】
【0010】
本発明の複合配線は、耐カール性、防水性に優れ、かつ伸縮性に優れ、ウエアに適用された場合でも生地の伸縮性を損ないにくく、装着時の違和感を低減でき、様々な機能に対応でき、静電容量センサ、多重化ケーブル、素子内蔵型配線として好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の一実施形態の複合配線を示す側面図である。
図2図1の複合配線に用いられる伸縮性配線を示す断面図である。
図3図2の伸縮性配線の長さ方向の端部に設けられるかしめ部材を示す断面図である。
図4図2の伸縮性配線を長さ方向に延伸した状態を示す断面図である。
図5A図2の伸縮性配線の製造工程を示す断面図である。
図5B図2の伸縮性配線の製造工程を示す断面図である。
図5C図2の伸縮性配線の製造工程を示す断面図である。
図6】本発明の他の実施形態の複合配線を示す側面図である。
図7】本発明のさらに他の実施形態の複合配線を示す側面図である。
図8】本発明の他の実施形態の伸縮性配線を示す斜視図である。
図9】本発明のさらに他の実施形態の伸縮性配線を示す斜視図である。
図10】本発明のさらに他の実施形態の伸縮性配線を示す側面図である。
図11】本発明の一実施形態の複合配線を装着した衣類を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【0013】
[複合配線]
本発明の一実施形態の複合配線は、伸縮性を有するシース内に複数の配線が収容されて纏められている配線である。本発明の一実施形態の複合配線では、シース内に収容される配線の少なくとも1つが伸縮性配線である。伸縮性配線は、導線が伸縮性を有するチューブ内に配置された状態で、チューブの長さ方向の両端部分のそれぞれで導線とチューブとが固定され、チューブを延伸していない状態における導線の固定部間の長さがチューブの固定部間の長さよりも長い配線である。
【0014】
以下、本発明の一実施形態の複合配線の一例を示して説明する。
本実施形態の複合配線100は、図1に示すように、シース110と、シース110内に並べられて収容された2本の伸縮性配線1を備えている。
【0015】
伸縮性配線1は、図1及び図2に示すように、チューブ10と、導線12と、かしめ部材14とを備えている。
導線12は、チューブ10の長さ方向の第1端部10aから第2端部10bまで到達するようにチューブ10内に配置されている。伸縮性配線1では、チューブ10の長さ方向の第1端部10a側と第2端部10b側の両端部分のそれぞれで、導線12とチューブ10とがかしめ部材14によりかしめられて固定されている。
【0016】
チューブ10は、伸縮性を有する。すなわち、チューブ10は、長さ方向に荷重をかけて引き伸ばしたときに破断しにくく、前記荷重を取り去って収縮した後の残留変位が少ないチューブである。チューブ10の伸縮性は、チューブ10の材質及び厚さにより調節できる。
【0017】
チューブ10を形成する材料としては、伸縮性を有する絶縁材料を使用でき、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム等の各種エラストマーを例示できる。チューブ10を形成する材料としては、耐熱性の点から、シリコーンゴムが好ましい。チューブ10を形成する材料としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0018】
チューブ10の破断点伸度は、25〜300%が好ましく、50〜150%がより好ましい。チューブ10の破断点伸度が前記範囲の下限値以上であれば、伸縮性配線1の伸縮性が向上し、違和感がより小さくなる。チューブ10の破断点伸度が前記範囲の上限値以下であれば、配線を装着する際に配線の引き延ばしに伴って配線に加わるストレスによる配線の断裂や短絡を回避できる。
なお、チューブの破断点伸度は、JIS K−7127(1999)に準拠して測定される。
【0019】
チューブ10の内径及び外径は、特に限定されず、チューブ10内に導線12を配置できるように適宜設定すればよい。例えば、チューブ10の内径を0.1〜10mm、外径を0.2〜12mmとすることができる。
【0020】
チューブ10の厚さは、0.1〜1mmが好ましく、0.2〜0.6mmがより好ましい。チューブ10の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、充分な強度が得られやすい。
チューブ10の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、優れた伸縮性が得られやすい。
【0021】
導線12を形成する材料としては、導線に一般的に使用される材料を使用でき、例えば、ステンレス鋼(SUS)、エナメル、金、プラチナ、イリジウムを例示できる。なかでも、導線12を形成する材料としては、錆びにくく、耐熱性に優れ、ウエアに適用した際に丸洗いが可能となる点から、SUSが好ましい。導線12を形成する材料は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
伸縮性配線においては、シリコーンゴムで形成されたチューブと、SUS糸で形成された導線の組み合わせが特に好ましい。
【0022】
導線12の形態としては、特に限定されず、例えば、単繊維の形態であってもよく、複数の繊維を撚り合わせた撚り糸の形態であってもよい。なかでも、延伸していない状態においてチューブ10内で導線12が螺旋状となって絡まりにくく、より安定して存在でき、伸縮性配線1の伸縮がスムーズになる点から、導線12は撚り糸の形態であることが好ましい。
【0023】
導線12の太さは、適宜設定でき、例えば、0.01〜10mmとすることができる。
なお、導線12が複数の線からなる撚り糸の場合その外径を導線12の太さとする。
【0024】
導線12の表面には絶縁コートが施されていてもよい。導線12の表面が絶縁コートされていることで、伸縮に伴うインピーダンス変化が低減される。絶縁コートに使用する絶縁材料としては、公知ものを使用でき、例えば、ポリウレタン、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポイイミド、PVC(ポリ塩化ビニル混合物)、PE(ポリエチレン)フッ素樹脂、TUFRET(タフレット)、ゴムを例示できる。絶縁コートの方法としては、公知の方法を採用できる。
導線12には、シリコーンオイル等の潤滑材、防錆材が塗布されていてもよい。
【0025】
伸縮性配線1においては、チューブ10を延伸していない状態における、導線12の固定部間の長さL1がチューブ10の固定部間の長さL2よりも長くなるように、導線12がチューブ10内に配置されて固定されている。すなわち、チューブ10を延伸していない状態における、導線12のかしめ部材14,14間の長さL1がチューブ10のかしめ部材14,14間の長さL2よりも長くなるように、導線12がチューブ10内に配置されて固定されている。
なお、導線12のかしめ部材14,14間の長さL1は、図4に示すように、チューブ10を長さ方向に引っ張って延伸し、導線12を直線状に緊張させた状態における、チューブ10の両端部分にそれぞれ設けられたかしめ部材14による固定部間の距離と一致する。
【0026】
前記した導線12の固定部間の長さL1がチューブ10の固定部間の長さL2よりも長いことで、チューブ10を延伸していない状態においては、チューブ10内において導線12が螺旋状やジグザグ状等のように湾曲や屈曲を有する形状になっている。このように、導線12自体は実質的に伸縮性がなくても、導線12はチューブ10内で湾曲や屈曲により緊張せず、長さ方向の延伸を許容できる余裕を有している。そのため、伸縮性配線1は、図4に示すように導線12が直線状となるまで引っ張って延伸でき、引っ張りの荷重を解放すると図2のようにチューブ10の伸縮性により収縮する。
また、伸縮性配線1の伸縮では、導線12が湾曲や屈曲のある形状となったり直線状になったりするだけであるため、例えばエラストマーに導電材を混入させた導線等に比べて、伸縮に伴う導線12のインピーダンス変動が少ない。
【0027】
チューブ10を延伸していない状態におけるチューブ10の固定部間の長さL2に対する導線12の固定部間の長さL1の比L1/L2は、1.1〜5が好ましく、1.2〜2がより好ましい。比L1/L2が前記範囲の下限値以上であれば、優れた伸縮性が得られやすく、違和感がより小さくなる。比L1/L2が前記範囲の上限値以下であれば、伸縮性配線1の製造が容易であり、生産性が高くなる。
【0028】
チューブ10内の導線12の周囲は、空気が存在している状態であってもよく、液体が充填されている状態であってもよいが、伸縮性配線1の製造が容易な点から、空気が存在している状態が好ましい。
チューブ10内の導線12の周囲に充填する液体としては、チューブ10内での導線12の動きを阻害せず、導線12を劣化させないものであればよく、例えば、油性オイル、シリコーンオイル、グリセリン、グリセロール等を例示できる。
【0029】
かしめ部材14は、図2及び図3に示すように、雄部材16と雌部材18とを備えている。
雄部材16は、円板状の第1平板部20と、第1平板部20の中央部から立ち上がるように設けられた嵌合凸部22とを備えている。嵌合凸部22は、第1平板部20から立ち上がる幹部22aと、幹部22aの先端に設けられた球状の頭部22bとを備えている。
【0030】
雌部材18は、円板状の第2平板部24と、第2平板部24上の中央部に設けられた突起部26とを備えており、突起部26内には嵌合凹部28が形成されている。嵌合凹部28は、第2平板部24の下面で開口している。雌部材18の嵌合凹部28は、雄部材16の嵌合凸部22の頭部22bが嵌まり込むようになっている。
このように、雄部材16と雌部材18とは、嵌合凸部22と嵌合凹部28とが着脱自在に嵌合するようになっている。
【0031】
チューブ10の長さ方向の両端部分において、雄部材16の第1平板部20と雌部材18の第2平板部24でチューブ10と導線12とが挟持されるように嵌合凸部22と嵌合凹部28とが嵌合されることで、チューブ10と導線12とがかしめられて固定される。
伸縮性配線においては、チューブの両端部分の固定部においてチューブと導線とを簡便にしっかりと固定できる点から、この例のように、導線とチューブとがかしめ部材によりかしめられて固定されていることが好ましい。また、かしめ部材の雄部材と雌部材を嵌合させた状態で、雄部材の第1平板部と第2平板部によって導線とチューブがかしめられることがより好ましい。
【0032】
また、この例では、雄部材16における嵌合凸部22の幹部22aに貫通孔30が形成されている。チューブ10の第1端部10a側では、導線12のチューブ10から露出した部分が貫通孔30に通され、さらに導線12の貫通孔30を通過した末端側の部分に貫通孔30よりも大きい結び目32が形成された状態で、雄部材16と雌部材18により導線12とチューブ10とがかしめられている。チューブ10の第2端部10b側でも同様に、導線12のチューブ10から露出した部分が貫通孔30に通されて結び目32が形成された状態で、雄部材16と雌部材18により導線12とチューブ10とがかしめられている。
【0033】
このように、伸縮性配線においては、導線のチューブの端部から露出した部分をかしめ部材の貫通孔に通し、導線の貫通孔を通過した部分に貫通孔よりも大きい結び目を形成した状態で導線とチューブをかしめることが好ましい。
本実施形態のように導線12の末端側を嵌合凸部22の貫通孔30に通して結び目32を形成することで、導線12とチューブ10とを固定する際に導線12が予期せず抜けることを抑制でき、雄部材16と雌部材18の間に導線12を安定して配置できる。そのため、かしめ部材14による導線12とチューブ10の固定をより簡便に行うことができ、歩留まりが向上する。
【0034】
かしめ部材14を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス(SUS)、真鍮、銅、鉄、銀、金、白金、アルミニウム、錫等の金属を例示できる。かしめ部材14を金属製とすることで、かしめ部材14を端末等と接続する端子としても使用できる。
かしめ部材14としては、例えば、スナップボタンを採用できる。
【0035】
伸縮性配線1の製造方法としては、以下に示す方法が挙げられる。
図5Aに示すように、チューブ10内に導線12を通し、チューブ10に長さ方向に引っ張る荷重をかけ、チューブ10を伸ばした状態とする。この状態で、図5Bに示すように、チューブ10の長さ方向の両端部分でそれぞれかしめ部材14により導線12とチューブ10とをかしめて固定する。その後、図5Cに示すように、チューブ10を引っ張る荷重を解放し、チューブ10を延伸していない元の状態に戻すことで伸縮性配線1が得られる。
【0036】
より具体的には、チューブ10として外径2mm、壁厚約0.2mmのシリコンチューブを用い、導線12として長さ約140cmのSUS(Steel Use Stainless)線を用いた例について説明する。SUS線(SUS304)の太さは12μm、質量0.22g/mである。このSUS線にシリコンチューブを被膜し、シリコンチューブとSUS線との両端を固定し、チューブおよびSUS線の長さが約50%になるように収縮させた。
このようにして得られた伸縮性配線1は、張力をかけない状態で線径2.5mm、長さ60cmであった。この伸縮性配線1に長さ方向に張力をかけ、完全に伸長させたときの長さは136cmであった。この伸縮性配線1が伸長を開始するときの張力(初動感度)は、0.03ニュートン(N)であり、完全に伸長させるのに要する張力(最大伸長時張力)は1.2Nであった。この伸縮性配線1のSUS線の直流抵抗値は30.5Ωであり、伸縮にともなう抵抗値の変化は見られなかった。この伸縮性配線1を完全に伸長させた後、張力を解除すると、線径2.5mm、長さ60cmに戻った。
【0037】
上記の通り、この伸縮性配線1は、小さい張力で伸長させることができる。したがって、この伸縮性配線1は、被験者が衣類とともに装着したときに、ゴム紐のように違和感なく伸長する。この伸縮性配線1は、ウエラブル配線として使用する場合に体の動きとともに伸長したときに、接続された生体電極に張力を及ぼさない。したがって、生体電極が装着された位置からズレることがなく、生体電極から得られる信号の歪が発生しにくい。
この伸縮性配線1の線径は2.5mmであり、従来のケーブルと比較して細い。また、この伸縮性配線1は、チューブとしてシリコンチューブを使用しているため、柔軟であり、肌触りがよい。伸縮性配線1を衣類に装着して、直接皮膚にあたっても違和感を生じにくく、長期間の生体計測に適している。シリコンとSUS線とを用いた伸縮性配線1は、熱に対しても薬品に対しても強く、洗濯機で丸洗いが可能であり、乾燥機やドライヤーで乾燥することもできる。
【0038】
本実施形態の伸縮性配線1のように、チューブ10の第1端部10a側と第2端部10b側において、導線12のチューブ10から露出した部分を貫通孔30に通して結び目32を形成する場合、その作業はチューブ10を延伸した状態で行ってもよく、チューブ10を延伸する前に行ってもよい。
チューブ10及び導線12の製造方法としては、公知の方法を採用できる。
【0039】
シース110は、伸縮性を有するチューブ状の部材である。シース110としては、2本の伸縮性配線1を収容できるサイズである以外は、伸縮性配線1のチューブ10と同じものを使用できる。
【0040】
シース110の内径及び外径は、特に限定されず、適宜設定すればよい。シース110内に収容する配線のサイズ及び本数に応じて適宜設定すればよい。
シース110の厚さは、0.1〜3mmが好ましく、0.2〜1mmがより好ましい。シース110の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、充分な強度が得られやすい。シース110の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、優れた伸縮性が得られやすい。
【0041】
シース110の長さ方向の第1端部110a側と第2端部110b側の開口は、それぞれ封止部材112A,112Bによって封止されている。封止部材112A,112Bを形成する材料としては、例えば、シリコーン、ポリエチレン、ポリエチレンテレブタレート、ゴム、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル混合物、ポリイミド、エポキシ樹脂等の絶縁材料を例示できる。
【0042】
複合配線100においては、シース110の長さ方向の第1端部110a側において、2本の伸縮性配線1は端末等とは接続されないようになっている。一方、第2端部110b側では、伸縮性配線1の導線12を端末等と接続できるようになっている。
【0043】
複合配線100の製造方法は、特に限定されない。例えば、2本の伸縮性配線1を束ねてシース110内に挿入し、シース110の第1端部110a側の開口を封止部材112Aで封止する。また、シース110の第2端部110b側の開口を、伸縮性配線1が端末等に接続できるように封止部材112Bで封止する。これにより、複合配線100が得られる。
【0044】
以上説明した複合配線においては、延伸していない状態で伸縮性配線のチューブ内において導線が湾曲や屈曲を有する余裕のある形状で存在でき、また伸縮性配線のチューブとともにシースも伸縮性を有するため、伸縮性に優れている。また、本発明の複合配線は耐カール性にも優れている。そのため、ウエアに適用された場合でも生地の伸縮性を損ないにくく、装着時の違和感を低減できる。また、伸縮性配線においては導線がチューブ内に収容されており、また伸縮性配線がシース内に収容されているため、本発明の複合配線は防水性にも優れている。
【0045】
本発明の複合配線は、シース内に複数の配線が収容されているため、様々な機能の発現に対応できる。例えば、複合配線100は、シース110内に収容された2本の伸縮性配線1同士の距離が長さ方向の全長にわたってほぼ等距離に維持される。そのため、複合配線100を静電容量の変化を検知できるIC回路等と接続することで、複合配線100を静電容量センサとして使用することができる。シース110内の2本の伸縮性配線1同士の距離は、シース110内における2本の伸縮性配線1の周囲の隙間ができるだけ小さくなるようにシース110のサイズを調節することで、より安定して等距離に維持することができる。
【0046】
このように、シース内に配線として2本の伸縮性配線が収容されている本発明の複合配線は、静電容量センサとして使用することができる。本発明の複合配線を静電容量センサとして使用すれば、例えば、水に濡れたことや水位等を静電容量の変化で検知することができる。具体的には、本発明の複合配線を静電容量センサとして水着に取り付けることで、着用者が水中に入ったことを検知することができる。また、本発明の複合配線を静電容量センサとして下着に取り付けることで、着用者の発汗量を管理することができる。
【0047】
なお、本発明の複合配線は、前記した複合配線100には限定されない。例えば、シース内に収容される配線の数は、2本には限定されず、3本以上であってもよい。シース内に収容する配線の数は、用途に応じて適宜設定できる。
【0048】
本発明の複合配線は、シース内に伸縮性配線に加えて、伸縮性配線以外の非伸縮性配線が収容されていてもよい。
また、本発明の複合配線は、複合配線100のように、長さ方向の一方の端部のみで配線と端末等の接続が可能になっているものには限定されず、両方の端部で配線と端末等の接続が可能になっているものでもよい。
【0049】
例えば、本発明の複合配線は、図6に例示した複合配線100Aであってもよい。図6における図1と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。複合配線100Aは、複合配線100における2本の伸縮性配線1のうちの一方の代わりに、非伸縮性配線130を備え、シース110の第1端部110a側と第2端部110b側の両方で端末等との接続が可能となっている以外は、複合配線100と同じ態様である。
【0050】
非伸縮性配線130としては、特に限定されず、公知の配線を使用でき、例えば、伸縮性配線1で用いられている導線12で挙げたものと同じ導線のみから形成される配線を例示できる。
この態様では、優れた伸縮性が得られやすい点から、伸縮性配線1におけるチューブ10内の導線12と同様ように、延伸していない状態のシース110内において非伸縮性配線130が湾曲や屈曲を有する形状で存在していることが好ましい。
【0051】
複合配線100Aは、シース110内に複数の配線を備え、シース110の第1端部110a側と第2端部110b側の両方で端末等との接続が可能なため、多重化ケーブルとして使用することができる。
このように、本発明の複合配線は、シース内に複数の配線が収容されて纏められているため、多重化ケーブルとして使用できる。例えば、本発明の複合配線を多重化ケーブルとして、一方の端部において心電図や筋電図等の生体信号の計測するための複数の電極を接続し、他方に端部においてICレコーダーやフラッシュメモリにデータを書き込むロガーを接続して使用することができる。本発明の複合配線を多重化ケーブルとして使用する場合、シース内に収容する配線の数は、用途に応じて適宜設定でき、例えば2〜100本とすることができる。
【0052】
本発明の複合配線においては、シース内で配線同士が通知手段や測定手段を介して接続されていてもよい。これにより、それら通知手段や測定手段が有する通知機能や測定機能を有する素子内蔵型配線として使用することができる。
素子内蔵型配線は、通知手段と測定手段のうち、いずれか一方のみを備えるものとしてもよく、両方を備えるものとしてもよい。
【0053】
通知手段としては、所望の情報を通知できるものであればよく、例えば、LED等の発光素子、振動素子、発音素子等を例示できる。通知手段としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
測定手段としては、シース内に収容できるものであれば特に限定されず、例えば、熱電対、加速度センサ等が挙げられる。測定手段としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0054】
素子内蔵型配線として使用する複合配線としては、例えば、図7に例示した複合配線100Bが挙げられる。図7における図1及び図6と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。複合配線100Bは、シース110内の第1端部110a側で伸縮性配線1と非伸縮性配線130とが発光素子140を介して接続されている以外は複合配線100Bと同じ態様である。複合配線100Bは、発光素子140の発光による通知機能を有する素子内蔵型配線として使用できる。
【0055】
本発明の複合配線は、静電容量センサ、多重化ケーブル及び素子内蔵型配線のうちのいずれか2つ又は3つの機能を兼ね備えた配線としてもよい。
【0056】
本発明の複合配線が有する伸縮性配線は、伸縮性配線1には限定されない。
例えば、伸縮性配線においてチューブと導線とを固定する態様は、かしめ部材14を用いる態様には限定されない。伸縮性配線は、かしめ部材14において雄部材16に貫通孔30が形成されていないかしめ部材でチューブと導線とをかしめて固定するものであってもよい。
【0057】
伸縮性配線は、導線とチューブとが絞り止め金具により絞り止められて固定されているものであってもよい。具体的には、例えば、図8に例示した伸縮性配線2であってもよい。
伸縮性配線2は、チューブ10と導線12とがかしめ部材14で固定される代わりに絞り止め金具40で固定されている以外は、伸縮性配線1と同様の態様である。
【0058】
絞り止め金具40は、棒状の金具であり、チューブ10の長さ方向の第1端部10a側の部分で、導線12とチューブ10とを絞り止めるように環状に変形されている。このように、伸縮性配線2では、チューブ10の長さ方向の第1端部10a側の部分で、導線12とチューブ10とが絞り止め金具40で絞り止められて固定されている。チューブ10の長さ方向の第2端部10b側の部分でも、導線12とチューブ10とが絞り止め金具40で絞り止められて固定されている。
【0059】
絞り止め金具40を構成する金属としては、例えば、SUS、真鍮、鉄、アルミニウムを例示できる。絞り止め金具40を構成する金属は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
絞り止め金具40の長さ及び太さは、導線12とチューブ10とがしっかりと固定できる範囲であればよく、適宜設定できる。
【0060】
伸縮性配線は、導線とチューブとがバンド材により縛られて固定されているものであってもよい。具体的には、例えば、図9に例示した伸縮性配線3であってもよい。
伸縮性配線3は、チューブ10と導線12とがかしめ部材14で固定される代わりにバンド材50で固定されている以外は、伸縮性配線1と同様の態様である。
【0061】
伸縮性配線3では、チューブ10の長さ方向の第1端部10a側の部分で、導線12とチューブ10とが、バンド材50が巻き付けられて縛られることで固定されている。チューブ10の長さ方向の第2端部10b側の部分でも、導線12とチューブ10とが、バンド材50が巻き付けられて縛られることで固定されている。
【0062】
バンド材50の形態としては、導線とチューブとを縛って固定できるものであればよく、例えば、結束バンド、紐を例示できる。バンド材50としては、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
バンド材50を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリスチレン、ナイロン、ポリカーボネード、フッ素樹脂、シリコーンゴム、SUSや真鍮、鉄、アルミニウム等の金属を例示できる。
バンド材50の長さ及び太さは、導線12とチューブ10とがしっかりと固定できる範囲であればよく、適宜設定できる。
【0063】
伸縮性配線は、圧着端子を用いてチューブと導線とを圧着して固定するものであってもよい。圧着端子としては、チューブと導線とを圧着して固定できるものであればよく、配線に通常用いられる公知の圧着端子を採用できる。
【0064】
伸縮性配線は、図10に示すように、チューブ10の長さ方向の第1端部10a側と第2端部10b側の部分をそれぞれ導線12とともに結んでチューブ10と導線12とを固定した伸縮性配線4であってもよい。
【0065】
伸縮性配線は、チューブの長さ方向の両端部分にピン端子を挿し込み、チューブにおけるピン端子を挿し込んだ部分を紐で縛ってチューブと導線とを固定した伸縮性配線であってもよい。ピン端子としては、特に限定されず、配線に通常用いられる公知のピン端子を採用できる。
【0066】
伸縮性配線においてチューブと導線とを固定する態様としては、前記した態様の2つ以上を組み合わせてもよい。
伸縮性配線においては、工業的な生産性に優れる点から、前記した態様のなかでも、かしめ部材14のような雄部材と雌部材とを備えるかしめ部材によってチューブと導線とをかしめて固定する態様が好ましい。
【0067】
伸縮性配線においては、チューブの両端部分に加えて、チューブの長さ方向における該両端部分以外の部分でもチューブと導線とを固定してもよい。すなわち、伸縮性配線におけるチューブと導線とが固定される固定部の数は、2つには限定されず、3つ以上であってもよい。
【0068】
上述した伸縮性配線を含む本発明の実施形態の複合配線は、耐カール性、防水性に優れ、かつ伸縮性に優れている。この複合配線は、ウエアに適用された場合でも生地の伸縮性を損ないにくく、装着時の違和感を低減でき、様々な機能に対応可能である。
【0069】
図11は上記実施形態の複合配線100を衣服に固定した模式図である。図1に示された複合配線100の第2端部110bにはトランスミッタ101が接続され、第1端部110aは衣服に固定される。この場合、複合配線100は、一種の静電容量センサを形成する。これにより、複合配線100は、衣服の濡れ具合や装着者の汗などの生体成分を静電容量の変化としてモニタリングし、データをトランスミッタ101で外部に転送することが可能になる。
複合配線100は、目的に応じて衣服の内外どちらに配しても良い。衣服は図11に図示のズボンの他に、マフラーや包帯、靴下など、本実施形態の複合配線100を固定できるものなら種類を問わず、配線の固定法も任意で良い。
トランスミッタ101と第1端部110aの固定法、固定位置も任意で良い。たとえば、トランスミッタ101をズボンに固定し、第1端部110aを靴下に固定するなど、異なる衣服を跨いで固定しても良い。
【符号の説明】
【0070】
1〜4 伸縮性配線
10 チューブ
10a 第1端部
10b 第2端部
12 導線
14 かしめ部材
16 雄部材
18 雌部材
20 第1平板部
22 嵌合凸部
22a 幹部
22b 頭部
24 第2平板部
26 突起部
28 嵌合凹部
30 貫通孔
32 結び目
40 絞り止め金具
50 バンド材
100,100A,100B 複合配線
110 シース
110a 第1端部
110b 第2端部
130 非伸縮性配線
140 発光素子
図1
図2
図3
図4
図5A
図5B
図5C
図6
図7
図8
図9
図10
図11
【国際調査報告】