JP2018150648A - 導電性部材の衣類への取り付け構造およびその構造を備えた衣類 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエアラブル装置に好適な、好ましい透湿性および着心地を実現できる導電性部材の衣類への取り付け構造を提供する。【解決手段】取り付け構造１０は、衣類を構成する生地５００へ導電性部材１００を取り付けるための構造である。導電性部材１００は、カバーとも言うべき平面状の支持体１１０と、支持体１１０の一方の面側に設けられた導電層（導線１２０で構成）と、導電層を支持体１１０の逆側から覆う被覆層１３０とを含む。支持体１１０は、導電層が配置される導電領域と導電層が配置されない非導電領域とを含む。導電性部材１００と衣類を構成する生地５００とが、非導電領域において縫合糸４００で縫製（縫合）されることにより接合され、かつ、導電領域の少なくとも一部において縫合糸４００で縫製（縫合）されていない。【選択図】図１

Description

本発明は、電気信号を送受信可能な導電性ハーネス（配線材）に代表される導電性部材を衣類の表面（外気側）または裏面（肌側）に取り付ける構造に関し、特に、電子機器と衣類との融合を図ったウエアラブル用途の衣類に好適に利用され、衣類に取り付けられる導電性部材についての洗濯等によるダメージおよび着用時の伸びによるダメージ等を低減することのできる取り付け構造に関する。さらに、本発明は、このような取り付け構造を備えた衣類にも関する。

近年、ウエアラブル装置に対する関心が高まっている。ウエアラブル装置は、ユーザが運動環境または移動環境で自由自在に電子機器を用いるために小型化および軽量化して、身体に直接取り付けたりまたは衣類を着用することにより取り付けたりされる。そのため、このようなウエアラブル装置は、ユーザがいかなる活動をしている間にも常にユーザを電子機器（代表的にはセンサ）によりモニタリングして、その結果をユーザに提供することができる。

このようなウエアラブル装置の種類は、衣類型のウエアラブル装置、アクセサリー型のウエアラブル装置など極めて多様である。また、ウエアラブル装置は、スポーツ分野、医療分野、ファッション分野などの多様な領域に利用され、ウエアラブル装置が用いられる分野は次第に拡大されることが予想される。
従来、このようなウエアラブル装置における衣類型のウエアラブル装置に関して、特開平２−２３４９０１号公報（特許文献１）は、シャツ、ジャケット、ズボン、帽子等からなる衣類に所定の電気的機能を発揮する電気回路を形成した電気回路付き衣類を開示する。この電気回路付き衣類は、シャツ、ジャケット、ズボン、帽子、手袋、靴下等からなる衣類の表面または裏面に導電部材を固着することにより配線パターンを形成するとともに、所定の電気的機能を発揮させるための電気回路を形成する回路構成部材を装着し、前記配線および少なくともこの配線と回路構成部材との間の接続部を樹脂保護膜によって防水保護する構成としたことを特徴とする。

特開平２−２３４９０１号公報

特許文献１に開示された電気回路付き衣類センサにおいては、衣類の表面または裏面に導電部材を固着している。より詳しくは、特許文献１の第４図に示されるように、これらアンテナ部、コイルおよび配線の引き回し部分にシリコン樹脂等からなる防水保護膜を形成し、この防水保護膜上に導電塗料を塗布することにより導線部を形成し、この導線部を防水保護膜により被覆することにより、衣類の表面または裏面に導電部材を固着している。このように、洗濯等に対する防水性を実現するために、衣類の生地上に形成された樹脂上に配線パターンを形成し、その上にさらに樹脂を被覆して防護する構成が一般的に採用されている。

しかしながら、この固着構造では、
（１）衣類の身生地上に塗布などにより積層して防水層（防水保護膜）、配線(導電部、導電パターン)等を形成することにより、この部分の透湿性が悪くなったり、この部分の伸縮性が悪くなり容易に着用できなくなったり着用しているときに好ましい着心地を実現することができなくなったり、
（２）被覆される保護膜（樹脂表面）は平滑性が高くなり、肌側にこの保護膜が形成された場合には、肌表面と保護膜表面との滑りが悪く好ましい着心地を実現することができず、これを回避するために肌表面と滑りの良い生地等をさらに肌側に積層する必要がありこれでは厚みが大きくなって好ましい着心地を実現することができず、
（３）多層構造に形成する場合において、層間の接着方法として熱融着接着材等が好ましく用いられるが、多層の層間を熱融着するための複数回の加熱工程を経ると層を構成する（エラストマ―）材料の性能劣化が進んだり、この多層の層間を熱融着することによりこの部分が身生地に対して相当に硬くなったり透湿性が悪くなって汗がこの部分に溜まって導電性部材を短絡させたり、
（４）洗濯耐久性を確保するための導電層と保護層との十分な密着力およびこれらと生地との十分な密着力のために高い密着強度を備えると、接着部が硬くなり、着心地が損なわれるたり、使用可能な接着剤が限定され高価格な接着材を使用しなければならなかったり、
する。

本発明は、従来技術の上述の問題点に鑑みて開発されたものであり、その目的は、好ましい透湿性を実現するとともに、容易に着用することができて着用しているときに着心地が好ましく、保護層および導電層の生地からの剥離を防止して耐久性を向上させるとともに十分な洗濯耐久性を実現することのできる導電性部材の衣類への取り付け構造を提供することである。さらに、本発明の別の目的は、このような取り付け構造を用いた衣類を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る導電性部材の衣類への取り付け構造およびその構造を備えた衣類は、以下の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明のある局面に係る取り付け構造は、導電性部材の衣類への取り付け構造であって、前記導電性部材は、平面状の支持体と、前記支持体の一方の面側に設けられた導電層と、前記導電層を前記支持体の逆側から覆う被覆層とを含み、前記支持体は、前記導電層が配置される導電領域と前記導電層が配置されない非導電領域とを含み、前記導電性部材と前記衣類を構成する生地とが、前記非導電領域において接合され、かつ、前記導電領域の少なくとも一部において接合されていない。

好ましくは、前記導電層は、前記支持体と前記衣類を構成する生地との間に設けられるように構成することができる。
さらに好ましくは、前記支持体が、生地で構成されるように構成することができる。
さらに好ましくは、前記支持体と前記導電層との間に、防水性を備えた下地層をさらに含むように構成することができる。

さらに好ましくは、前記導電性部材は、伸縮性を備えるように構成することができる。
さらに好ましくは、前記導電性部材は、電気信号を送受信可能な線状の導電性ハーネスであって、前記支持体は、前記線状に沿った方向である長手方向に長く前記長手方向に交差する短手方向に短い平面状を備え、前記非導電領域が、前記支持体の短手方向の端部に設けられるように構成することができる。

さらに好ましくは、前記導電性部材の前記非導電領域と前記衣類を構成する生地とは、縫製されて接合されている、または、接着層を介して接合されているように構成することができる。
さらに好ましくは、前記導電性部材が、前記導電領域において、前記衣類を構成する生地と実質的に接合されていないように構成することができる。

また、本発明の別の局面に係る取り付け構造は、導電性部材の衣類への取り付け構造であって、前記導電性部材は、導電層と、前記導電層が防水性を備えるように前記導電層を覆う防水層とを含み、前記導電性部材は、前記導電層が配置される導電領域と前記導電層が配置されない非導電領域とを含み、前記導電性部材と前記衣類を構成する生地とが、前記非導電領域において接合され、かつ、前記導電領域の少なくとも一部において接合されていない。

また、本発明のさらに別の局面に係る衣類は、上述したいずれかの取り付け構造（により取り付けられた導電性部材）を備えた衣類である。

本発明の取り付け構造およびその構造を備えた衣類によれば、好ましい透湿性を実現す
るとともに、容易に着用することができて着用しているときに着心地が好ましく、保護層および導電層の生地からの剥離を防止して耐久性を向上させるとともに十分な洗濯耐久性を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る取り付け構造により導電性部材が取り付けられた衣類（の一部）を示す斜視図である。 図１の取り付け構造を説明するための短手方向の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る取り付け構造を説明するための短手方向の断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る取り付け構造を説明するための短手方向の断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る、導電性部材の衣類への取り付け構造およびその構造を備えた衣類について、図面に基づき詳しく説明する。なお、以下においては、第１の実施の形態に係る取り付け構造１０、第２の実施の形態に係る取り付け構造２０および第３の実施の形態に係る取り付け構造３０に分けて説明するが、各実施の形態において同じ構造については同じ符号を付しており、それらについての説明は重複して説明していない。また、以下においては、導電性部材は電気信号を送受信可能な線状の導電性ハーネス（配線材）として説明するが、導電性部材としては、導線そのもの、導電性インク等により形成された導電層、導電糸（電気抵抗が小さく通電可能という導電性を備えた糸）を含んで編成または織成された導電性生地等により形成された導電部を備えさえすれば、どのような形状およびどのような構造であっても構わない。なお、この導電部は、後述するように（平面状の）支持体、被覆層、下地層および防水層等とにより層状に形成されるため、この導電部を含む層を導電層と記載する場合がある。

＜第１の実施の形態＞
まず、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る、取り付け構造１０およびその取り付け構造１０を備えた衣類について説明する。図１は、取り付け構造１０により導電性部材１００が取り付けられた衣類を構成する生地５００の一部を示す斜視図であって、図２は取り付け構造１０を説明するための図１に示した短手方向の断面図である。

これらの図に示すように、この取り付け構造１０は、導電性部材１００についての、衣類を構成する生地５００への取り付け構造である。この導電性部材１００は、カバーとも言うべき平面状の支持体１１０と、支持体１１０の一方の面側に設けられた導電層１２２と、導電層１２２を支持体１１０の逆側から覆う被覆層１３０とを含む。被覆層１３０は防水性を備えるものとする。ここで、導電層１２２は、４本の導線１２０で形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電性インク等により形成された導電層であっても構わない。すなわち、導電層の構造は限定されるものではなく、第２の実施の形態および第３の実施の形態で説明する導電性生地を含んで導電層が構成されるものであっても構わない。

この支持体１１０は、導電層１２２が配置される導電領域１１０Ａと導電層１２２が配置されない非導電領域１１０Ｂとを含む。そして、導電性部材１００と衣類を構成する生地５００とが、非導電領域１１０Ｂにおいて縫合糸４００で縫製（縫合）されることにより接合され、かつ、導電領域１１０Ａの少なくとも一部において縫合糸４００で縫製（縫合）されていない。

なお、導電層１２２は、支持体１１０と衣類を構成する生地５００との間に設けられている。また、生地５００を含む衣類を着用する場合には、支持体１１０側が肌側であっても肌の反対側であっても構わず、限定されるものではない。
本実施の形態においては、この支持体１１０が、編地、織地または不織布等の繊維シート材である生地で構成されるものとしているが、フィルム等であっても構わない。衣類着用時の肌側に導電性部材１００が載置される場合は、支持体１１０が生地で構成されるこ
とで、肌滑り性が良く、着用感に優れるために、好ましい。

なお、これらの図１および図２に示すように、支持体１１０と導電層１２２との間に、防水性を備えた下地層１４０をさらに含むように構成することも好ましい。ここで、支持体１１０が防水性を備える場合にはこの下地層１４０は必要がない。支持体１１０が防水性を備える場合には、支持体１１０と被覆層１３０とにより導電層１２２の防水性を実現して、支持体１１０が防水性を備えない場合には、下地層１４０と被覆層１３０とにより導電層１２２の防水性を実現することになる。

これらの図１および図２に示すように、ここでは、導電性部材を電気信号を送受信可能な線状の導電性ハーネスとして説明しているために、この支持体１１０は、導電性ハーネスの形状である線状に沿った方向である長手方向に長く長手方向に交差する短手方向に短い平面状を備えるものとなる。そして、縫合糸４００により縫製（縫合）される非導電領域１１０Ｂが、支持体１１０の短手方向の端部１１０Ｃに設けられている。導電性ハーネスの形状は直線状に限られず、たとえば、曲線部を有したり、短手方向の幅が場所によって異なったり、または、途中で複数方向に分岐（または合流）したりしても構わない。

なお、支持体１１０の非導電領域１１０Ｂと衣類を構成する生地５００とは、縫製されて接合されているものとして説明したが、接着層（熱融着性の接着層）を介して接合されているものであっても構わない。この場合において、接着層により面接合されていても構わないし、接着材をドット状に塗布して点接合されていても構わない。
このような構造を備えた本実施の形態に係る取り付け構造１０は、導電性部材１００が、導電領域１１０Ａにおいて衣類を構成する生地５００と実質的に接合されておらず、浮遊領域Ｓを備えることになる。すなわち、図２において、支持体１１０と導電層１２２と被覆層１３０（さらに下地層１４０）が層間を接着されて層状を形成し、これらと衣類の生地５００とは非導電領域１１０Ｂにおいて縫合糸４００により縫製（縫合）されている。このため、浮遊領域Ｓが存在することになる。この浮遊領域Ｓは、導電領域１１０Ａの少なくとも一部において生地５００と縫合糸４００で縫製（縫合）されていないことにより形成される領域であって、導電領域１１０Ａにおいて衣類を構成する生地５００と実質的に接合されていないことを意味する。

このように浮遊領域Ｓを備えること（導電領域１１０Ａの少なくとも一部において生地５００と縫合糸４００で縫製（縫合）されていないこと、および、導電領域１１０Ａにおいて衣類を構成する生地５００と実質的に接合されていないことと同義）により、以下に示す作用効果（Ａ）〜（Ｄ）を発現することができる。
（Ａ）衣類の（身）生地５００上に防水層（防水保護膜）、配線(導電部、導電パターン)等を形成するとしても、この浮遊領域Ｓを備えることにより、この部分の透湿性が悪くなることを回避できたり、この部分の伸縮性が悪くなることはないので（生地５００そのものの伸縮性が維持できるので）容易に着用できたり、着用しているときに伸縮性が良いので好ましい着心地を実現することができる。その結果、着用するとき（脱ぐとき、以下において同じ）および着用しているとき（着用して動作している間を意味する）の生地５００の伸びによる負荷が被覆層１３０へ直接的には付与されないので、被覆層１３０、導電層１２２および支持体１１０の層間の剥離等を防止することができる。

（Ｂ）被覆される保護膜を樹脂で形成すると表面の平滑性が高くなり、肌表面と保護膜表面との滑りが悪く好ましい着心地を実現することができないが、この浮遊領域Ｓを備えることにより、浮遊領域Ｓが緩衝領域として機能する。すの結果、肌表面と支持体１１０が密着しても生地５００は支持体１１０に対して浮遊領域Ｓが緩衝領域として機能することに起因する自由度があるので、好ましい着心地を、肌表面と滑りの良い生地等をさらに肌側に積層することもなく（厚みを大きくすることなく）好ましい着心地を実現することができる。
（Ｃ）多層構造の層間（ここでは被覆層１３０、導電層１２２および支持体１１０さらに下地層１４０）を熱融着接着材等により形成するとしても、これらの多層構造自体が（身）生地５００に対して相当に硬くなっても、浮遊領域Ｓが緩衝領域として機能することに起因する自由度があるので、好ましい着心地を実現することができる。

（Ｄ）導電層と保護層との十分な密着力（ここでは被覆層１３０、導電層１２２および支持体１１０さらに下地層１４０の十分な密着力）により洗濯耐久性を十分に確保しつつ、これらと生地５００とを浮遊領域Ｓを介して接合したことにより上述したように着心地が損なわれなくなるので、好適に使用可能な防水層の素材を含めて層間の接着素材を限定されることが少なくなる。
以上のようにして、本実施の形態に係る取り付け構造１０およびその取り付け構造１０を備えた衣類によると、好ましい透湿性を実現するとともに、容易に着用することができて着用しているときに着心地が好ましく、保護層および導電層の生地からの剥離を防止して耐久性を向上させるとともに十分な洗濯耐久性を実現することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る、取り付け構造２０およびその取り付け構造２０を備えた衣類について説明する。
図３に示すように、この取り付け構造２０は、導電性部材２００についての、衣類を構成する生地５００への取り付け構造である。上述した第１の実施の形態における導電層１２２は、４本の導線１２０で形成されていたり導電性インクにより形成されていたが、第２の実施の形態における導電層は、伸縮性を備えた導電用ハーネス２２２により形成されている点のみが異なる。

より詳しくは、本実施の形態に係る導電層は、導電用ハーネス２２２であって、たとえば編地に導電糸２２０が編み込まれたものであって伸縮性を備える。このような導電用ハーネス２２２の一例として、本願出願人の出願に係る特開２０１６−２１６８３６号公報に開示された「導電用ハーネス」を採用することができるので、ここでは詳細に説明しない。

第２の実施の形態におけるこれ以外の構成についての符号は、第１の実施の形態と同じ符号を付しており、その構成および作用効果は第１の実施の形態と同じである。このため、ここでのそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
本実施の形態に係る取り付け構造２０およびその取り付け構造２０を備えた衣類によっても、上述した第１の実施の形態に係る取り付け構造１０およびその取り付け構造１０を備えた衣類と同じ作用効果（上述した（Ａ）〜（Ｄ））を実現することができる。

＜第３の実施の形態＞
次に、図４を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る、取り付け構造３０およびその取り付け構造３０を備えた衣類について説明する。
本実施の形態における導電層は、上述した第２の実施の形態における導電層として説明した導電用ハーネス２２２である点で、第１の実施の形態と異なり第２の実施の形態と同じである。

そして、本実施の形態に係る取り付け構造３０は、第１の実施の形態に係る取り付け構造１０および第２の実施の形態に係る取り付け構造２０がともに備える支持体１１０（および下地層１４０）を備えない点が異なる。なお、本実施の形態に係る取り付け構造３０における導電層は第１の実施の形態に係る取り付け構造１０における導電層１２２（４本の導線１２０で形成されていたり導電性インクにより形成されていたりする）であっても構わない。

図４に示すように、この取り付け構造３０は、上述した取り付け構造１０および取り付け構造２０と同じく導電性部材３００の衣類への取り付け構造である。この導電性部材３００は、導電層である導電用ハーネス２２２と、導電層（導電用ハーネス２２２）が防水性を備えるように導電層を覆う防水層３１０とを含む。導電性部材３００は、導電層（導電用ハーネス２２２）が配置される導電領域３００Ａと導電層（導電用ハーネス２２２）が配置されない非導電領域３００Ｂとを含む。そして、導電性部材３００と衣類を構成する生地５００とが、非導電領域３００Ｂにおいて縫合糸４００で縫製（縫合）されることにより接合され、かつ、導電領域３００Ａの少なくとも一部において縫合糸４００で縫製（縫合）されていない。なお、縫合糸４００により縫製（縫合）される非導電領域３００Ｂが、導電性部材３００の短手方向の端部３００Ｃに設けられている点については、支持
体１１０を備えないものの、上述した実施の形態と同じである。

第３の実施の形態におけるこれ以外の構成についての符号は、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同じ符号を付しており、その構成および作用効果は第１の実施の形態または第２の実施の形態と同じである。このため、ここでのそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
本実施の形態に係る取り付け構造３０およびその取り付け構造３０を備えた衣類によっても、上述した第１の実施の形態に係る取り付け構造１０およびその取り付け構造１０を備えた衣類または第２の実施の形態に係る取り付け構造２０およびその取り付け構造２０を備えた衣類と同じ作用効果（第１の実施の形態で上述した（Ａ）〜（Ｄ））を実現することができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、電気信号を送受信可能な導電性ハーネス（配線材）に代表される導電性部材を衣類の表面（外気側）または裏面（肌側）に取り付ける構造に好ましく用いられ、特に、電子機器と衣類との融合を図ったウエアラブル用途の衣類に好適に利用され、衣類に取り付けられる導電性部材についての洗濯等によるダメージおよび着用時の伸びによるダメージ等を低減することのできる取り付け構造に特に好ましく用いられる。

１０ 第１の実施の形態に係る取り付け構造
２０ 第２の実施の形態に係る取り付け構造
３０ 第３の実施の形態に係る取り付け構造
１００ 導電性部材（第１の実施の形態）
１１０ 支持体
１２０ 導線
１２２ 導電層
１３０ 被覆層
１４０ 下地層
２００ 導電性部材（第２の実施の形態）
２２０ 導電糸
２２２ 導電用ハーネス
３００ 導電性部材（第３の実施の形態）
３１０ 防水層

Claims (10)

1. 導電性部材の衣類への取り付け構造であって、
   前記導電性部材は、平面状の支持体と、前記支持体の一方の面側に設けられた導電層と、前記導電層を前記支持体の逆側から覆う被覆層とを含み、
   前記支持体は、前記導電層が配置される導電領域と前記導電層が配置されない非導電領域とを含み、
   前記導電性部材と前記衣類を構成する生地とが、前記非導電領域において接合され、かつ、前記導電領域の少なくとも一部において接合されていない、取り付け構造。
2. 前記導電層は、前記支持体と前記衣類を構成する生地との間に設けられる、請求項１に記載の取り付け構造。
3. 前記支持体が、生地で構成される、請求項１または請求項２に記載の取り付け構造。
4. 前記支持体と前記導電層との間に、防水性を備えた下地層をさらに含む、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の取り付け構造。
5. 前記導電性部材は、伸縮性を備える、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の取り付け構造。
6. 前記導電性部材は、電気信号を送受信可能な線状の導電性ハーネスであって、
   前記支持体は、前記線状に沿った方向である長手方向に長く前記長手方向に交差する短手方向に短い平面状を備え、
   前記非導電領域が、前記支持体の短手方向の端部に設けられた、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の取り付け構造。
7. 前記導電性部材の前記非導電領域と前記衣類を構成する生地とは、縫製されて接合されている、または、接着層を介して接合されている、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の取り付け構造。
8. 前記導電性部材が、前記導電領域において、前記衣類を構成する生地と実質的に接合されていない、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の取り付け構造。
9. 導電性部材の衣類への取り付け構造であって、
   前記導電性部材は、導電層と、前記導電層が防水性を備えるように前記導電層を覆う防水層とを含み、
   前記導電性部材は、前記導電層が配置される導電領域と前記導電層が配置されない非導電領域とを含み、
   前記導電性部材と前記衣類を構成する生地とが、前記非導電領域において接合され、かつ、前記導電領域の少なくとも一部において接合されていない、取り付け構造。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の取り付け構造を備えた衣類。