JP2018001497A - Wearable apparatus and wearable apparatus manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、ウェアラブル機器およびウェアラブル機器の製造方法に関する。 The present application relates to a wearable device and a method for manufacturing the wearable device.
電子機器の小型化に伴い、近年は様々なウェアラブル機器が提案されている。ウェアラブル機器には、電子部品が組み込まれる堅硬な部分の他に、ユーザの身体に装着するための柔軟な部分が設けられる。堅硬な部分や柔軟な部分を形成する素材としては、様々なものが考えられる(例えば、特許文献1−3を参照)。 In recent years, various wearable devices have been proposed along with the downsizing of electronic devices. The wearable device is provided with a flexible portion to be worn on the user's body in addition to a rigid portion into which the electronic component is incorporated. Various materials can be considered as the material forming the hard part and the flexible part (see, for example, Patent Documents 1-3).
ウェアラブル機器の柔軟な部分を形成する素材として、例えば、繊維を編んだ素材が考えられる。しかし、ウェアラブル機器の堅硬な部分と柔軟な部分との接続部分には、ウェアラブル機器に加わった力が集中しやすい。よって、繊維を編んだ素材が接続部分に用いられていると、堅硬な部分と当該素材との境界部分で繊維が傷みやすく脆弱である。 As a material forming the flexible part of the wearable device, for example, a material knitted with fibers can be considered. However, the force applied to the wearable device tends to concentrate on the connection portion between the hard portion and the flexible portion of the wearable device. Therefore, when a material knitted with fibers is used for the connection portion, the fibers are easily damaged at the boundary portion between the hard portion and the material and are fragile.
そこで、本願は、ウェアラブル機器の堅硬な部分と柔軟な部分との接続部分における脆弱性を緩和する技術を開示する。 Therefore, the present application discloses a technique for alleviating vulnerability in a connection portion between a hard portion and a flexible portion of a wearable device.
本願で開示するウェアラブル機器は、ウェアラブル機器の本体部と、本体部をユーザの身体に装着するバンド部と、少なくとも本体部とバンド部とを接続しており、表面が熱可塑性樹脂で被覆された紫外線硬化性樹脂を含有する繊維で形成された接続部と、を備え、接続部は、熱可塑性樹脂によって繊維同士が溶着した第1領域を本体部側に有し、紫外線硬化性樹脂が硬化しており繊維同士が溶着していない第2領域を第1領域のバンド部側に有する。 The wearable device disclosed in the present application connects the main body portion of the wearable device, the band portion for mounting the main body portion on the user's body, and at least the main body portion and the band portion, and the surface is coated with a thermoplastic resin. A connecting portion formed of fibers containing an ultraviolet curable resin, and the connecting portion has a first region where the fibers are welded to each other by a thermoplastic resin on the main body side, and the ultraviolet curable resin is cured. The second region where the fibers are not welded to each other is provided on the band portion side of the first region.
また、本願で開示するウェアラブル機器の製造方法は、表面が熱可塑性樹脂で被覆された紫外線硬化性樹脂を含有する繊維で形成された部材の一部に紫外線を照射する工程と、紫外線を照射する工程によって紫外線硬化性樹脂が硬化した部分の一部を、熱可塑性樹脂によって繊維同士が溶着するように加熱する工程と、を有する。 Further, the method for manufacturing a wearable device disclosed in the present application includes a step of irradiating a part of a member formed of a fiber containing an ultraviolet curable resin whose surface is coated with a thermoplastic resin, and irradiating the ultraviolet ray. And heating a part of the portion where the ultraviolet curable resin is cured by the process so that the fibers are welded to each other by the thermoplastic resin.
上記のウェアラブル機器およびウェアラブル機器の製造方法であれば、ウェアラブル機器の堅硬な部分と柔軟な部分との接続部分における脆弱性が緩和される。 With the wearable device and the method for manufacturing the wearable device described above, the vulnerability in the connection portion between the hard portion and the flexible portion of the wearable device is alleviated.
以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments will be described. The embodiment described below is merely an example, and the technical scope of the present disclosure is not limited to the following aspect.
図1は、実施形態に係るウェアラブル機器の一例を示した図である。実施形態に係るウェアラブル機器1は、図1に示すように、電子部品が組み込まれる本体部2と、本体部2をユーザの身体に装着するためのバンド部3と、本体部2とバンド部3とを接続する接続部4とを備える。接続部4には、柔軟性が相異なる3つの領域がある。これらの3つの領域について、以下、本体部2側からバンド部3側へ向けて順に第1領域4A、第2領域4B、第3領域4Cという。なお、図1では、腕時計のような形態を呈するものが図示されているが、ウェアラブル機器1は、図1に示されるような形態に限定されるものでない。ウェアラブル機器1は、例えば、バンド部3の一端のみが接続部4を介して本体部2に接続される非環状の形態を呈するものであってもよい。また、ウェアラブル機器1は、例えば、手首ではなく、腕や足首、胴、頭、その他の様々な部位に装着されるものであってもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wearable device according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the wearable device 1 according to the embodiment includes a
図2は、本体部2とバンド部3と接続部4を形成する素材を示した図である。本体部2とバンド部3と接続部4は、繊維状の素材で形成されている。図2に示されるように、本体部2と接続部4は同じ繊維状の素材5Aで形成されている。一方、バンド部3は、本体部2や接続部4を形成するものとは別の繊維状の素材5Bで形成されている。そして、素材5Aと素材5Bは、接続部4とバンド部3との境界部分において連続的に編まれている。
FIG. 2 is a view showing a material for forming the
図3は、素材5Aを形成する繊維の構造図である。素材5Aを形成する繊維5Sは、図3に示されるように、紫外線硬化性樹脂が含浸された中心部6と、中心部6の表面を被覆する熱可塑性樹脂のコート部7とを有する。そして、第1領域4Aの素材5Aは、コート部7の熱可塑性樹脂の溶着によって隣接する繊維5S同士が溶着しており、柔軟性の殆どない堅硬な部分を形成している。また、第2領域4Bの素材5Aは、中心部6の紫外線硬化性樹脂が紫外線照射によって硬化されているものの、コート部7の熱可塑性樹脂による繊維5S同士の溶着はされていない、第1領域4Aよりも柔軟な部分を形成している。また、第3領域4Cの素材5Aは、中心部6の紫外線硬化性樹脂が紫外線照射によって硬化されておらず、コート部7の熱可塑性樹脂による繊維5S同士の溶着もされていない、第2領域4Bよりも柔軟な部分を形成している。
FIG. 3 is a structural diagram of fibers forming the
上記実施形態のウェアラブル機器1であれば、ウェアラブル機器1において堅硬な部分となる本体部2と、柔軟な部分となるバンド部3との接続部4が、柔軟性の異なる3つの領域によって柔軟性が段階的になっているため、接続部4において繊維5Sに加わる力の集中が緩和され、繊維5Sが傷みにくい。よって、接続部分の柔軟性が段階的になっていない従来のものよりも強度や耐久性に優れる。また、接続部4の柔軟性が段階的になっているので、人体にもフィットしてユーザに違和感を与えにくい。また、ウェアラブル機器1において堅硬な部分となる本体部2が繊維5Sで形成され、繊維5Sに電子部品が搭載されれば、本体部2の薄肉化や軽量化も図られる。
In the wearable device 1 according to the above-described embodiment, the
なお、接続部4は、例えば、以下のような方法で製造されることにより、柔軟性を段階的にすることができる。
In addition, the
図4は、ウェアラブル機器1の製造方法の一例を示した図である。ウェアラブル機器1
の製造においては、例えば、上述した繊維5Sで形成される軟質な領域(図4の符号RA)と、通常の繊維で形成される柔軟な領域(図4の符号RB)とが連続するように編んだ材料8が用意される(図4(A)を参照)。次に、本体部2と第1領域4Aと第2領域4Bを形成したい部分に対応する開口を有するマスク9が材料8の上に設置され、紫外線の照射が行われる(図4(B)を参照)。これにより、本体部2と第1領域4Aと第2領域4Bの繊維5Sの中心部6にある紫外線硬化性樹脂が硬化する。次に、本体部2と第1領域4Aを形成したい部分に対応する押圧面を有するプレス10で材料8が熱プレスされる(図4(C)を参照)。これにより、本体部2と第1領域4Aの繊維5Sのコート部7の熱可塑性樹脂が一時的に溶解し、隣接する繊維5S同士が熱可塑性樹脂で溶着される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing the wearable device 1. Wearable device 1
In the manufacturing of, for example, the soft region (reference symbol RA in FIG. 4) formed of the above-described
上記実施形態のウェアラブル機器1は、上記のような製造工程を経て製造されることにより、接続部4に段階的な柔軟性を発揮する第1領域4A、第2領域4B、第3領域4Cを有することになる。そして、上記製造方法であれば、本体部2と第1領域4Aと第2領域4Bの部分の繊維5Sの中心部6が紫外線照射によって硬化された後に、本体部2と第1領域4Aの部分の繊維5Sが熱プレスされるので、紫外線照射されない状態で熱プレスされる場合に発生し得る、繊維5Sが熱プレスで押圧されることによる心材糸の断線、飛出しが抑制される。
The wearable device 1 according to the above embodiment is manufactured through the manufacturing process as described above, so that the
なお、繊維5Sとして適用可能なものとしては、例えば、編みFRP(Fiber Reinforced Plastics)材、編みFRTP(Fiberglass Reinforced Thermoplastic)材が挙げられる。より詳細には、例えば、FRP材料としてTPU,PA,PC等の熱可塑性樹脂をコーティングした心材糸を熱と圧力を加えることで硬化したものや、FRP材料としてエポキシ、フェノール、ポリエステル樹脂等を編みFRP材に塗布、含浸することで硬化したもの、FRPの心材糸にCF、GF等の無機系、ケプラー等の樹脂系、銅線等の金属材およびこれら線材の混合線糸を用いたものが挙げられる。
Examples of the
また、バンド部3を形成する繊維として適用可能なものとしては、例えば、綿、麻、化繊等が挙げられる。また、バンド部3は、繊維で形成されたものに代えて、例えば、皮材、シリコン等の各種非繊維素材で形成されてもよい。
Moreover, as a fiber applicable as the fiber which forms the
図5は、実施例および比較例を示した写真である。上記実施形態のウェアラブル機器1に相当する試作品を実施例として作成したので、その結果を以下に示す。本実施例においては、紫外線硬化性樹脂を含浸したCF糸(1K)にPA樹脂をコートした糸(φ0.35mm)を用い、編み条件は天竺スムース、8ゲージで編みCFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics)材を作製した。次に、開口φ60mmのメタルマスクを重
ね紫外線照射量1,000mJ/cm2を照射後、φ50mmの金型および高温プレスを用い、プレス温度210℃、圧力5MPa、取り出し温度80℃のプレス条件で5分間プレスした。プレス後、外観を確認した結果、プレスした部分(曲げ弾性率10GPa)の外周部には第2領域4Bに相当する弾性な部位(曲げ弾性率1GPa以下)が形成され、その外周部には第3領域4Cに相当する軟質な部位が形成された。そして、CF糸の飛出しや亀裂等の欠陥は確認されなかった。
FIG. 5 is a photograph showing an example and a comparative example. Since a prototype corresponding to the wearable device 1 of the above embodiment was created as an example, the results are shown below. In this example, CF yarn (1K) impregnated with UV curable resin is a yarn (φ0.35 mm) coated with PA resin, and the knitting condition is smooth with tengu, knitting with CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics) ) A material was prepared. Next, a metal mask with an opening φ60 mm is overlaid and irradiated with an ultraviolet ray irradiation amount of 1,000 mJ / cm 2. Pressed for a minute. As a result of confirming the appearance after pressing, an elastic portion (bending elastic modulus of 1 GPa or less) corresponding to the
また、比較例として、CF糸(1K)にPA樹脂をコートした糸(φ0.5mm)を用い、編み条件は天竺スムース、8ゲージで編みCFRTP材を作製した。次に、φ50mmの金型のプレス機を用い、プレス温度210℃、圧力5MPa、取り出し温度80℃のプレス条件で5分間プレスした。プレス後、外観を確認した結果、プレスした部分の外周部の編みCFRTP材に糸の飛出しや亀裂が確認された。 Further, as a comparative example, a CF yarn (1K) coated with PA resin (φ0.5 mm) was used, and a knitted CFRTP material was produced with a knitting condition of 10 mm and smooth. Next, pressing was performed for 5 minutes under a pressing condition of a press temperature of 210 ° C., a pressure of 5 MPa, and a take-off temperature of 80 ° C. using a press machine having a φ50 mm mold. As a result of confirming the appearance after pressing, yarn jumping and cracks were confirmed in the knitted CFRTP material on the outer periphery of the pressed portion.
上記実施例と比較例の結果より、上記実施形態の製造方法によれば、糸の飛び出しや亀裂を生じることなくウェアラブル機器1を製作できることが判る。 From the results of the above examples and comparative examples, it can be seen that according to the manufacturing method of the above embodiment, the wearable device 1 can be manufactured without causing yarn jumps and cracks.
図6は、比較例に係るウェアラブル機器101の一例を示した図である。比較例に係るウェアラブル機器101のように、本体部102とバンド部103との接続部104において柔軟性が段階的になっていない場合、接続部104に力が集中しやすい。よって、例えば、バンド部103が繊維を編んだ素材で形成されていると、本体部102とバンド部103との境界部分で繊維が傷みやすく脆弱である。この点、上記実施形態のウェアラブル機器1であれば、接続部4の柔軟性が段階的になっているので、本体部2とバンド部3との接続部4に加わる力の集中が緩和される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the
1,101・・ウェアラブル機器:2,102・・本体部:3,103・・バンド部:4,104・・接続部:4A・・第1領域:4B・・第2領域:4C・・第3領域:5A,5B・・素材:5S・・繊維:6・・中心部:7・・コート部:8・・材料:9・・マスク:10・・プレス 1, 101 ·· Wearable devices: 2, 102 ··· Body portion: 3, 103 ··· Band portion: 4, 104 ··· Connection portion: 4A ··· First region: 4B · · Second region: 4C ··· 3 areas: 5A, 5B ... Material: 5S ... Textile: 6 ... Center: 7 ... Coat: 8 ... Material: 9 ... Mask: 10 ... Press
Claims (3)
前記本体部をユーザの身体に装着するバンド部と、
少なくとも前記本体部と前記バンド部とを接続しており、表面が熱可塑性樹脂で被覆された紫外線硬化性樹脂を含有する繊維で形成された接続部と、を備え、
前記接続部は、前記熱可塑性樹脂によって前記繊維同士が溶着した第1領域を前記本体部側に有し、前記紫外線硬化性樹脂が硬化しており前記繊維同士が溶着していない第2領域を前記第1領域の前記バンド部側に有する、
ウェアラブル機器。 The main body of the wearable device,
A band part for mounting the main body part on a user's body;
Connecting at least the main body portion and the band portion, and a connection portion formed of a fiber containing an ultraviolet curable resin whose surface is coated with a thermoplastic resin,
The connecting portion has a first region where the fibers are welded to each other by the thermoplastic resin on the main body portion side, and a second region where the ultraviolet curable resin is cured and the fibers are not welded to each other. On the band part side of the first region,
Wearable equipment.
請求項1に記載のウェアラブル機器。 The connection portion has a third region on the band portion side of the second region where the ultraviolet curable resin is not cured and the fibers are not welded to each other.
The wearable device according to claim 1.
前記紫外線を照射する工程によって前記紫外線硬化性樹脂が硬化した部分の一部を、前記熱可塑性樹脂によって前記繊維同士が溶着するように加熱する工程と、を有する、
ウェアラブル機器の製造方法。 Irradiating a part of a member formed of fibers containing an ultraviolet curable resin whose surface is coated with a thermoplastic resin with ultraviolet rays;
Heating a part of the portion where the ultraviolet curable resin is cured by the step of irradiating the ultraviolet rays so that the fibers are welded to each other by the thermoplastic resin,
A method for manufacturing a wearable device.
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