JP2017126779A - フレキシブル配線 - Google Patents

Abstract

【課題】棒状物の長尺方向の複数の位置に各々装着されるセンサをフレキシブル配線により結線する際に、センサ装着位置の自由度を向上させることができ、かつフレキシブル配線の生産性の向上を可能にする。【解決手段】例えばポリエチレンテレフタラートなどにより形成され可撓性を有する紐状の基板に、信号線を共有する複数のパッド対を基板の長尺方向に並べて配列し、かつ各パッド対を構成するパッドを基板の長尺方向に並べて配列したフレキシブル配線を提供する。【選択図】図１

Description

この発明は、スイング時の動的挙動を計測するためにゴルフクラブのシャフトなどの棒状物に取り付けられた複数のセンサを信号処理装置に接続するフレキシブル配線に関する。

特許文献１には、ゴルフクラブのシャフトに取り付けられた複数の歪みゲージを動的歪み計に接続し、スイング時のシャフトの動的挙動（撓りの時間変化）を計測する技術が開示されている。図５（ａ）および図５（ｂ）は、複数の歪みゲージと動的歪み計の接続に用いられるフレキシブル配線の一例を示す図である。フレキシブル配線とは、ポリエチレンテレフタラート（以下、ＰＥＴ）などの可撓性を有する素材からなる紐状の基板に、歪みゲージなどのセンサを接続するための複数のパッドとそれらパッドを動的ひずみ計などの信号処理装置へ接続するための信号線とを設けたものである。図５（ａ）は、８組のパッド対を有する１６線のフレキシブル配線の一例を示す図である。ここで、パッド対とは、同一のセンサに接続される一対のパッド（すなわち、２個のパッド）のことを言う。パッド対に接続されたセンサの出力信号は、そのパッド対を構成する各パッドに接続された信号線を介して信号処理装置へ伝送される。図５（ａ）に示すフレキシブル配線では、基板の短手方向の側部から外側に向って張り出した４箇所の接続パッド部１００Ａの各々にパッド対が２個ずつ設けられている。図５（ｂ）は、１０組のパッド対を有する２０線のフレキシブル配線の一例を示す図であり、図５（ｂ）に示す例では、基板の短手方向の両方の側部から外側に向って張り出した５箇所の接続パッド部１００Ｂの各々にパッド対が２個ずつ設けられている。

特開２００３−１０２８８６号公報

図５（ａ）或いは図５（ｂ）に示すフレキシブル配線では、長尺方向に一定の間隔を開けて接続パッド部が設けられているため、棒状物に対するセンサの取り付け位置の変更に柔軟に対応することができないといった問題がある。例えば、図６（ａ）に示すようにセンサの取り付け位置Ｘ１〜Ｘ６、Ｙ５およびＹ６を定め（Ｘｎ（ｎ＝１〜６）はスイング方向の面におけるセンサ取り付け位置、Ｙｍ（ｍ＝５，６）はスイング法線方向の面におけるセンサ取り付け位置）、これに適合するように接続パッド部を設けたフレキシブル配線を作成したとする。なお、スイング法線方向とは、スイングの際にゴルフクラブのヘッドが描く軌道を含む面の法線の方向をいう。このようにフレキシブル配線を作成した後、図６（ｂ）におけるＸ１〜Ｘ３、Ｘ５、Ｘ６およびＹ４〜Ｙ６にセンサ取り付け位置が変更されると、変更後のセンサ取り付け位置に合わせてフレキシブル配線を再度作り直さなければならない。また、動的挙動の計測対象となる棒状物にテーパがつけられている（すなわち、一方の端部から他方の端部に向うに連れて径が細くなるように形成されている）場合には以下の問題が生じる。すなわち、スイングの際の応力の偏在に起因する破断を避けるために、図６（ｃ）に示すように、螺旋状に巻きつけるようにフレキシブル配線を装着すると、一方の端部側（例えば、図６（ｃ）のグリップ側）ではセンサ取り付け位置と接続パッド部の位置とが正しく対応していたとしても、他方の端部側（図６（ｃ）のヘッド側）では接続パッド部とセンサ取り付け位置とに微妙なずれが生じる場合がある。

また、図５（ａ）或いは図５（ｂ）に示す従来のフレキシブル配線には、以下に説明するように、生産性が低いといった問題もある。フレキシブル配線の生産方法の一例としては、薄い板状のＰＥＴ基板にパッドおよび信号線を形成した後にカッターなどを用いて手作業により紐状に切り出すことが挙げられる。切り出し対象のフレキシブル配線の形状が、図５（ａ）や図５（ｂ）に示すように、外側に向って張り出した接続パッド部を有するといった複雑な形状であると、切り出しに手間がかかってしまう。また、接続パッド部を誤って切断したり、切り出しの際に配線にダメージを与えるなどして使い物にならなくなることもある。これが、図５（ａ）或いは図５（ｂ）に示す従来のフレキシブル配線の生産性が低い理由である。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、動的挙動の計測対象となる棒状物に装着される複数のセンサを信号処理装置に接続するためのフレキシブル配線として、生産性が高く、かつ、多様なセンサ取り付け位置に対応することが可能なフレキシブル配線を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、センサに接続される複数のパッドからなるパッド群であって、信号線を共有するパッド群を、可撓性を有する紐状の基板の長尺方向に複数配列したことを特徴とするフレキシブル配線、を提供する。ここで、パッド群とは、同一のセンサに接続される複数のパッドのことをいう。２個のパッドにより構成されるパッド群は、上記従来技術の説明における「パッド対」に対応する（本発明の実施形態の説明においても同様）。本発明のフレキシブル配線ではセンサを接続するためのパッド群が基板の長尺方向に並べて配列されているため、様々なセンサ取り付け位置に対応することができる。なお、パッド群の具体的な配列態様としては、パッド群を構成する各パッドが長尺方向に並ぶように各パッド群を基板の長尺方向に配列する態様や、パッド群を構成するパッドを基板の幅方向に並べて各パッド群を基板の長尺方向に配列する態様が考えられる。また、本発明のフレキシブル配線では、各パッド群が基板の長尺方向に配列されているため、基板の短手方向の側部に外側に張り出す接続パッド部を設ける必要はなく、基板の短手方向の側部を平坦にすることができる。基板の短手方向の側部が平坦になれば、パッド群および信号線を形成した板状の基板からカッターなどを用いた手作業によりフレキシブル配線を切り出す際のカッティングラインが直線になり、フレキシブル配線の生産性が向上する。

より好ましい態様としては、複数のパッド群は信号線を共有するパッド群同士でグループ分けされており、パッド群を構成するパッドの配置をグループ毎に異ならせる態様が考えられる。例えば、パッド群を構成するパッドを基板の幅方向（すなわち、基板の短手方向）に並べて配列する態様を採用する場合には、信号線を共有する各パッド群では幅方向の両端に位置するパッドの間隔（すなわち、パッド群が２個のパッドにより構成されている場合には、これら２個のパッドの幅方向の間隔）を同じにする一方、信号線を共有しないパッド群同士では当該間隔を異ならせるのである。また、あるグループに属するパッド群では、パッド群を構成するパッドを基板の長尺方向に配列し、他のグループに属するパッド群では、パッド群を構成するパッドを基板の短手方向に配列する、といった態様も考えられる。このように、フレキシブル配線に含まれている複数のパッド群を信号線を共有するもの同士でグループ分けしておき、さらに、パッド群を構成するパッドの配置をグループ毎に異ならせるようにすれば、各パッド群の属するグループをパッドの配置態様を指標として識別することが可能になり、同じグループに属する複数のパッド群が互いに異なるセンサの接続に用いられるといった誤用を防止することができる。

本発明の第１実施形態のフレキシブル配線１Ａの一部を拡大した図である。 本発明の第２実施形態のフレキシブル配線１Ｂの一部を拡大した図である。 本発明の変形例のフレキシブル配線１Ｃの一部を拡大した図である。 本発明の変形例のフレキシブル配線１Ｄの一部を拡大した図である。 従来のフレキシブル配線の外観を示す図である。 従来のフレキシブル配線の問題点を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
（Ａ：第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のフレキシブル配線１Ａの一部を拡大した図である。
このフレキシブル配線１Ａは、図５（ａ）或いは図５（ｂ）に示す従来のフレキシブル配線と同様に、例えばゴルフクラブのシャフトのような棒状物の動的挙動を計測するために当該棒状物に装着される複数のセンサ（例えば歪ゲージ）と動的ひずみ計などの信号処理装置との接続に用いられる。このフレキシブル配線１Ａは、上記従来のフレキシブル配線と同様に、ＰＥＴなどの可撓性を有する素材により形成された紐状の基板２０と、複数のパッド対と、各パッド対に接続された信号線とを有する。

図１に示すフレキシブル配線１Ａでは、パッド１０Ａ１およびパッド１０Ａ５は信号線ＳＡ２に接続されており、パッド１０Ａ３およびパッド１０Ａ７は信号線ＳＡ３に、パッド１０Ａ２およびパッド１０Ａ６は信号線ＳＡ４に接続されている。図１に示すように、本実施形態では、信号線を共有する複数のパッドを基板２０の長尺方向（図１では、Ｘ方向）に並べて配列した点に特徴がある。また、図１において符号ＰＧはセンサに基準電位（本実施形態では、接地電位）を与えるためのパッドを示す。パッドＰＧは接地電位の与えられる接地線ＳＧに接続されている。

動的挙動の計測対象となる棒状物に装着されたセンサを、フレキシブル配線１Ａを用いて信号処理装置に接続する際には、パッド１０Ａ２とパッド１０Ａ３からなるパッド対、パッド１０Ａ４とパッド１０Ａ５からなるパッド対、パッドＡ６およびパッドＡ７からなるパッド対のうちの何れかのパッド対に接続するようにすれば良い。つまり、本実施形態のフレキシブル配線１Ａでは、図１に示すように、動的挙動の計測対象となる棒状物に装着されるセンサを接続するためのパッド対（図１では各センサ対を点線で囲って明示）が基板２０の長尺方向に並べて複数配列されており（すなわち、複数のパッド対が基板２０の長尺方向に均等に分布しており）、かつ、各パッド対を構成するパッドも長尺方向に並べて配列されているのである。

このように、本実施形態のフレキシブル配線１Ａによれば、基板２０の長尺方向に均等に分布した複数のパッド対の何れかを選択してセンサを接続することができるため、図６（ａ）に示すセンサ取り付け位置が図６（ｂ）に示すセンサ取り付け位置に変更された場合や、図６（ｃ）に示すようにテーパの付けられた棒状物に螺旋状に巻きつけつつセンサの接続を行う場合であっても、パッド対の選択により柔軟に対処することができる。また、図１にて一点鎖線で示すカッティングラインに沿って切断することでフレキシブル配線１Ａの長さを調整しつつ使用することもできる。

加えて、本実施形態のフレキシブル配線１Ａでは、センサを接続するためのパッド対が基板２０の長尺方向に並べて配列されており、かつ各パッド対を構成するパッドも長尺方向に並べて配列されているため、図５（ａ）や図５（ｂ）に示す従来のフレキシブル配線のように基板２０の短手方向の側部に外側に張り出す接続パッド部を設ける必要はない。このため、本実施形態のフレキシブル配線１Ａでは、基板２０の短手方向の側部は平坦になり、パッド対および信号線の形成された板状のＰＥＴ基板から当該フレキシブル配線１Ａを切り出す際のカッティングラインは直線になる。カッティングラインが直線になるため、本実施形態のフレキシブル配線１Ａをカッターを用いて切り出す際の手間は、従来に比較して軽減される。また、カッティングラインが直線であるため、カッティングミスの発生頻度も従来に比較して低下すると考えられる。つまり、本実施形態によれば、フレキシブル配線を製造する際の生産性を向上させることができる。

このように、本実施形態によれば、棒状物に装着される複数のセンサを信号処理に接続するためのフレキシブル配線として、生産性が高く、かつ、様々なセンサ取り付け位置に対応することが可能なフレキシブル配線を提供することができる。

（Ｂ：第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態のフレキシブル配線１Ｂの一部を拡大した図である。
このフレキシブル配線１Ｂも、第１実施形態のフレキシブル配線１Ａと同様に、例えばゴルフクラブのシャフトのような棒状物の動的挙動を計測するために当該棒状物に装着される複数のセンサを信号処理装置に接続するためのものである。このフレキシブル配線１Ｂも、図５（ａ）または図５（ｂ）に示す従来のフレキシブル配線或いは第１実施形態のフレキシブル配線１Ａと同様に、ＰＥＴなどの可撓性を有する素材により形成された紐状の基板２０と、複数のパッド対と、各パッド対に接続された信号線とを有する。

図２に示すフレキシブル配線１Ｂにおいても、第１実施形態のフレキシブル配線１Ａと同様に、信号線を共有する複数のパッドが基板２０の長尺方向（図２では、Ｘ方向）に並べて配列されている。具体的には、パッド１０Ｂ１とパッド１０Ｂ７は信号線ＳＡ１に、パッド１０Ｂ３とパッド１０Ｂ９は信号線ＳＡ２に、パッド１０Ｂ５とパッド１０Ｂ１１は信号線ＳＡ３に、パッド１０Ｂ６とパッド１０Ｂ１２は信号線ＳＡ４に、パッド１０Ｂ４とパッド１０Ｂ１０は信号線ＳＡ５に、パッド１０Ｂ２とパッド１０Ｂ８は信号線ＳＡ６に、各々接続されている。

本実施形態のフレキシブル配線１Ｂが、第１実施形態のフレキシブル配線１Ａと異なっているのは、パッド対を構成する２つのパッドを基板２０の幅方向（図２では、Ｙ方向）に並べて配列した点である。図２に示す例では、パッド１０Ｂ２ｋ−１とパッド１０Ｂ２ｋ（ｋ＝１〜１０）とがパッド対を構成する。

また、図２に示すフレキシブル配線１Ｂでは、信号線を共有するパッド対同士では幅方向のパッド間隔が同じになっており、信号線を共有しないパッド対の幅方向のパッド間隔は互いに異なっている。具体的には、図２に示す例では、パッド１０Ｂ１とパッド１０Ｂ２とからなるパッド対の幅方向のパッド間隔は、パッド１０Ｂ７とパッド１０Ｂ８とからなるパッド対の幅方向のパッド間隔と同じである。同様に、パッド１０Ｂ３とパッド１０Ｂ４とからなるパッド対の幅方向のパッド間隔は、パッド１０Ｂ９とパッド１０Ｂ１０とからなるパッド対の幅方向のパッド間隔と同じである。そして、パッド１０Ｂ５とパッド１０Ｂ６とからなるパッド対の幅方向のパッド間隔は、パッド１０Ｂ１１とパッド１０Ｂ１２とからなるパッド対の幅方向のパッド間隔と同じである。つまり、本実施形態のフレキシブル配線１Ｂでは、基板２０に設けられている各パッド対は信号線を共有するもの同士でグループ分けされており、グループ毎に幅方向のパッド間隔が異なっているのである。このように、基板２０に設けられている各パッド対を信号線を共有するもの同士でグループ分けし、グループ毎に幅方向のパッド間隔を異ならせた理由は以下の通りである。

図２に示すフレキシブル配線１Ｂにおいて、同じグループに属する複数のパッド対は、信号線を共有しているのであるから、１つのグループに属している複数のパッド対のうちセンサの接続に使用できるのは何れか１つである。例えば、パッド１０Ｂ１とパッド１０Ｂ２とからなるパッド対をセンサの接続に用いた場合には、パッド１０Ｂ７とパッド１０Ｂ８とからなるパッド対を他のセンサの接続に用いることはできない。基板２０に設けられている各パッド対を信号線を共有するもの同士でグループ分けし、グループ毎に幅方向のパッド間隔を異ならせたのは、パッド間隔に基づいて各パッド対の属するグループを識別できるようにし、１つのグループから複数のパッド対が選択されて各々センサの接続に使用されるといった誤用を防止するためである。

図２を参照すれば明らかなように、本実施形態のフレキシブル配線１Ｂにおいても、基板の短手方向の側部に外側に向って張り出した接続パッド部を設ける必要はなく、当該フレキシブル配線１Ｂを板状のＰＥＴ基板から切り出す際のカッティングラインは直線になる。したがって、図５（ａ）や図５（ｂ）に示す従来のフレキシブル配線に比較して生産性が向上する。また、本実施形態のフレキシブル配線１Ｂにおいても、複数のパッド対が基板２０の長尺方向に均等に分布していることは第１実施形態のフレキシブル配線１Ａと同様である。したがって、本実施形態によっても、図６（ａ）に示すセンサ取り付け位置が図６（ｂ）に示すセンサ取り付け位置に変更された場合や、図６（ｃ）に示すようにテーパの付けられた棒状物に螺旋状に巻きつけつつセンサの接続を行う場合であっても、パッド対の選択により柔軟に対処することができる。また、図２にて一点鎖線で示すカッティングラインに沿って切断することでフレキシブル配線１Ｂの長さを調整しつつ使用しても良いことは、前述した第１実施形態と同様である。

このように、本実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様に、棒状物に装着される複数のセンサを結線するためのフレキシブル配線として、生産性が高く、かつ、様々なセンサ取り付け位置に対応することが可能なフレキシブル配線を提供することができる。

（Ｃ：変形）
以上本発明の第１および第２実施形態について説明したが、これら実施形態に以下の変形を加えても勿論良い。
（１）本発明のフレキシブル配線の用途は、試し打ち用ゴルフクラブのシャフトに装着されるセンサの結線に限定される訳ではない。例えば、魚の引きに応じた撓りを計測するために釣竿に装着される複数のセンサと信号処理装置との接続に適用しても良い。要は、棒状物の動的挙動を計測するために当該棒状物に装着される複数のセンサと信号処理装置とを接続するフレキシブル配線であれば、その棒状物の種類やその棒状物に装着されるセンサの種類、或いはそれらセンサの出力信号を処理する信号処理装置の種類によらず、本発明を適用することができる。

（２）図１および図２に示したフレキシブル配線の基板２０の幅は一定であったが、長尺方向の一端から他端に向かうに連れて幅が狭くなるようなテーパを付けても良い。基板２０にテーパが付けられていると、ゴルフクラブのシャフトのようにテーパの付けられた棒状物への螺旋状の巻きつけ（図６（ｃ）参照）がしやすくなるからである。このように、基板２０にテーパをつけた場合であっても、基板２０の短手方向の側部が平坦である限り、板状の基板から切り出す際のカッティングラインは直線になり、生産性を高く保つことができる。

図２に示すフレキシブル配線１Ｂの基板２０にテーパをつけると、幅方向のパッド対の間隔を各パッド対の属するグループの識別に用いることができなくなる場合がある。同一のグループに属するパッド対であっても、上記他端側に配置されるものほどパッド間隔を狭くする必要がある場合があるからである。このため、図２に示すフレキシブル配線１Ｂにおいて基板２０にテーパをつける場合には、グループ毎に色彩や形状の異なるマークをパッド近傍に付与して各パッド対の属するグループを明示するようにしても良い。

（３）上記第１および第２実施形態では、各々にセンサを接続するための複数のパッド対であって、信号線を共有する複数のパッド対を、可撓性を有する紐状の基板の長尺方向に配列してフレキシブル配線を構成した。しかし、１つのセンサに接続されるパッドの数を３個以上にしても良い。すなわち、１つのセンサに接続される複数のパッドを各々が含む複数のパッド群であって、信号線を共有する複数のパッド群を、可撓性を有する紐状の基板の長尺方向に配列してフレキシブル配線を構成しても良い。

図３は、３個のパッドよりなるパッド群を有するフレキシブル配線１Ｃの構成例を示す図である。図３では、１つのセンサに接続されるパッド群が点線で囲われている。図３に示すように、このフレキシブル配線１Ｃでは、信号線ＳＡｎ（ｎ＝１〜９）の各々にはパッド１０Ｃｎが接続されており、パッド１０Ｃ１、１０Ｃ４および１０Ｃ５によって第１のパッド群が、パッド１０Ｃ２、１０Ｃ６および１０Ｃ７によって第２のパッド群が、パッド１０Ｃ３、１０Ｃ８および１０Ｃ９によって第３のパッド群が各々構成されている。

図４は、４個のパッドよりなるパッド群を有するフレキシブル配線１Ｄの構成例を示す図である。図４においても、１つのセンサに接続されるパッド群が点線で囲われている。図４に示すように、このフレキシブル配線１Ｄでは、信号線ＳＡｎ（ｎ＝１〜１２）の各々にはパッド１０Ｄｎが接続されており、パッド１０Ｄ１、１０Ｄ２、１０Ｄ１１および１０Ｄ１２によって第１のパッド群が、パッド１０Ｄ３、１０Ｄ４、１０Ｄ９および１０Ｄ１０によって第２のパッド群が、パッド１０Ｄ５、１０Ｄ６、１０Ｄ７および１０Ｄ８によって第３のパッド群が各々構成されている。

図３および図４に示すように、パッド群を３個以上のパッドにより構成するようにすれば、同一のセンサから３本以上の信号線によって信号を引き出すことができ、より高精度な測定をすることが可能になる。なお、図３に示すフレキシブル配線１Ｃおよび図４に示すフレキシブル配線１Ｄの各々において、図２に示すフレキシブル配線１Ｂと同様に、パッド群を形成する各パッドを基板２０の幅方向に一列に並べても勿論良いが、隣接するパッド間の短絡が発生しないようにするという観点から見ると、図３或いは図４に示す配置態様のほうが好ましい。

（４）上記第２実施形態では、パッド群（パッド対）を構成する各パッドを基板２０の幅方向に並べ、かつ幅方向のパッドの配置間隔をグループ毎に異ならせることで、各パッド群の属するグループを明示した。しかし、各パッド群の属するグループの明示の仕方はこれに限定される訳ではなく、図３或いは図４に示す態様であっても良い。要は、フレキシブル配線の長尺方向に配列されている各パッド群を信号線を共有するもの同士でグループ分けしておくとともに、パッド群を構成するパッドの配置をグループ毎に異らせておけば良い。例えば、あるグループに属するパッド群については、図１に示すようにパッド群を構成するパッドを基板２０の長尺方向に並べ、他のグループに属するパッド群については、図２に示すようにパッド群を構成するパッドを基板２０の短手方向に並べる、といった態様でも良い。このように、パッド群を構成するパッドの配置をグループ毎に異らせておけば、パッドの配置に基づいてパッド群の属するグループを識別することが可能になるからである。

また、１つのパッド群と接続されるセンサは１つに限らず、２つ以上であっても良い。例えば、シャフトの長尺方向における同一位置にＸ方向、Ｙ方向の各々の動的挙動を検出する２つのセンサが配置されている場合、１つのパッド群が当該２つのセンサと接続されれば、１つのパッド群を構成するパッドから２つ（複数）のセンサから信号を伝達することができる。

１Ａ，１Ｂ…フレキシブル配線、１０Ａｋ（ｋ＝１〜７，１０Ｂｊ（ｊ＝１〜１２），ＰＧ…パッド、ＳＡｎ（ｎ＝１〜６）…信号線、ＳＧ…接地線、２０…基板。

Claims (4)

1. センサが接続される複数のパッドからなるパッド群であって、信号線を共有するパッド群を、可撓性を有する紐状の基板の長尺方向に複数配列したことを特徴とするフレキシブル配線。
2. 前記基板の短手方向の側部が平坦になっていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線。
3. 前記複数のパッド群は信号線を共有するパッド群同士でグループ分けされており、パッド群を構成するパッドの配置がグループ毎に異なっていることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル配線。
4. パッド群を構成するパッドを前記基板の幅方向に並べて配列したことを特徴とする請求項３に記載のフレキシブル配線。

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