JP2018515788A5

JP2018515788A5 -

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Publication number: JP2018515788A5
Application number: JP2017566194A
Authority: JP
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2020-04-16

Description

先願の欧州特許出願第１４００２１０３．１号（欧州特許出願公開第２９５７２２５号）に開示される歪みゲージ装置は、弾性バンドを含んでおり、その歪みが測定される。センサーは、バンドの歪みに応じて電気抵抗を変化させる少なくとも１つの細長い測定線を含んでいる。測定線は、センサーとバンドとの間に配置された接着層によって、応力が印加されていないバンドに、予張力が付与された状態で取り付けられる。ユーザの血圧を連続的に測定する装置は、少なくとも１つのこのような歪みゲージ装置を含んでいる。予張力が付与された状態でセンサーを固定することは、労力と熟練を要する。

この方法は、歪みに応じて電気抵抗を変化させる少なくとも１つの細長い測定線を含むセンサーを作製するステップを含む。センサーは、測定線が測定領域の一端部から他方の端部へ少なくとも殆ど伸長方向（すなわち、バンドの長手方向）に沿って延びるように、バンド上またはバンド内に配置される。好ましくは、センサー及び、したがって測定線は、バンドに固定される、少なくとも測定領域に直接続くバンドの領域において、バンドに対して固定される。

さらなるステップで、バンドの形状が、センサーが固定されたバンド内またはバンド上において、センサー（すなわち、測定線）に、所望の量の予張力まで予張力が与えられるように、少なくとも測定領域において、保持型動作形状に変形される。予張力によって、使用時に、測定線に常に張力が与えられていることが保障される。

保持動作形状は、バンドが保持動作形状に変形した後、少なくとも測定領域において、バンドが元の形状に戻らないことを意味する。したがって、測定線の予張力は維持される。

好ましくは、センサーは、バンドの曲げ線とバンドの上面との間、または、バンドの上面に配置される。したがって、バンド、特に測定領域を、長手方向に沿って上面に向かって動作形状へと曲げたとき、センサーが曲げ線の外方に向かって放射状に配置されて、センサーに予張力が付与される。

完全性を期すために言えば、センサーは、好ましくは、バンドの手操作による曲げの前、その間、及びその後、好ましくは測定線の少なくとも殆ど全長にわたって、バンドによって支持されるものである。

好ましくは、バンドは、測定領域に隣接させて補剛または補強されるものである。センサーは、これらの補剛または補強された領域に対して固定され、測定線は、これらの補剛または補強された領域のうちの１つから、他方の領域へと延びる。好ましくは、測定線は、２つの補剛または補強された領域の間の測定領域に対しては、固定されない。一方、センサーは、補剛または補強された領域の間の測定領域中でも、バンドに対して固定されることが好ましいこともあり得る。これによって、センサーは、少なくとも殆ど全体にわたって、バンドに取り付けられる。

好ましくは、センサーの測定線は、０．１ｍｍと２ｍｍの間の、好ましくは０．４ｍｍと１ｍｍの間の幅を備え、かつ、７ｍｍと２０ｍｍの間の、好ましくは８ｍｍと１５ｍｍの間の、特に少なくとも近似的に１０ｍｍの長さを備えるように作製される。

好ましくは、センサーは、測定領域の長さにわたって少なくとも略平行に配置され、電気的に直列に接続される、少なくとも２つの測定線を有するように作製され、好ましくは特に、２つの測定線は、その一端で共通の接続線によって接続され、センサーはＵ字状である。

それぞれのセンサー２２は、長手方向Ｌに互いに平行に延びる２つの測定線３０を有している。それぞれのセンサー２２の２つの測定線３０は、共通の接続線３２によって、直列に接続されている。

センサー２２の全体は、電子装置２０から離れる側の測定線３０の端部が、接続線３２によって互いに接続され、電子装置２０に向かう側の端部は、接続線２６によって電子装置２０に接続されて、一体に作製される。

それぞれの測定線３０の２つの端部領域３４及び接続線３２は、好ましくはバンド１２及びセンサー２２と類縁の材料の使用による材料間結合によって、バンド１２に固定される。

センサー２２を、及び、したがって測定線３０を、全体にわたってバンド１２に対して固定することも可能である。

バンド１２は、長手方向Ｌに沿って見たときに、測定線３０の１つの端部領域３４から他方の端部領域３４に延びる測定領域３６を構成し、それぞれのセンサー２２は、専用の測定領域３６にわたって長手方向Ｌに延びる。２つの測定領域３６は、バンド１２の全幅を占める。

バンド１２は、測定線３０の端部領域３４において、補強または硬化されるものであってもよい。補強領域３８は、好ましくは、バンド１２にわたって帯状に走る形状を有する。補強は、バンド１２の材料よりも低い弾性を有する材料からなるフィルムによって形成されるものであってもよい。好ましくは、これらの２つの材料は類縁のものであり、それによって材料間結合が構築される。

ここで、センサー２２の柔軟性、及び、したがって測定線３０の柔軟性は、常にバンド１２の柔軟性よりも高いことが好ましい。すなわち、センサー２２の弾性係数は、バンド１２の弾性係数よりも小さいことが好ましい。

好ましくは、センサー２２は、約０．５ｍｍの厚み及び約１０ｍｍから１５ｍｍの長さを有し、測定線３０及び接続線３２は、約５ｍｍの幅を有する。

但し、バンド１２及びセンサー２２の作製後、バンド１２の形状は、保持型動作形状へと変形し、センサー２２の測定線３０は、一定量の予張力が生じるように伸長されるものである。

図４から図６に示す実施形態において、バンド１２は、測定領域３６に続く両側に、それぞれの境界に横付けされた、大きな断面を有する３つの開口部５２の列を有する。中間部は開口部を有しておらず、また、どの場合でも、中間部と境界に横付けされた開口部５２との間に、小さな断面を有する開口部５２のさらなる列が存在する。したがって、中間部において、バンドは、測定領域３６の柔軟性と比べて低い柔軟性を有するが、境界領域には、ユーザが歪みゲージ装置１０を装着したときの快適性を向上させるために、柔軟性が付与されている。

測定領域３６に続いて、バンド１２は、上面１４に、補剛または補強用の被覆部５６を有する。この被覆部は、フィルムまたはテープのような帯状に、バンド１２の全幅にわたって延びている。この被覆部は、補強または補剛された領域３８を構築し、この領域に、センサー２２の測定線３０の端部領域３０が固定される。このセンサー２２は、図１から図３に示して上述したセンサー２２と同じ構造を有している。

図４から図６に示す実施形態において、測定線３０は、好ましくは、測定領域３６においてセル配列構造４０には固定されない。

このバンド１２の形状の測定領域３６における変形によって、測定線３０が、所望の量の予張力に達するまで伸長される。

図７には、バンド１２の測定領域３６を、保持型動作形状５８に変形させるための別の可能性が示されている。

バンド１２の形状を変形するためには、バンド１２は、矢印で示されるとともに図７の下側部分に示されているように、凸形に湾曲するように曲げられる。保持型動作形状には符号５８が付されている。この動作形状によって、測定線３０、及び、したがってセンサー２２には、所望の量の予張力が付与される。

測定線３０の端部領域３４及び接続線３２は、測定領域３６に隣接する比較的小さい寸法のハニカム形セルの壁５４の面側に固定される。それらは、さらに、測定領域３６の、比較的小さいサイズのセルに接するセル４２の壁部の面側に固定されるものであってもよい。

但し、さらに、バンド１２の少なくとも測定領域３６に接する領域の上面１４を補強または補剛し、測定線３０の端部領域３４をこれらの補強された領域３８に固定することも可能である。

図１１に示す歪みゲージ装置１０の２つのセンサー２０は、図１０に示す例のような層状には形成されておらず、壁５４の上面に固定されたフィラメント状に形成され、いずれの場合についても、測定領域３６において長手方向に互いに引き続く２つのハニカム形セル４２の、略長手方向Ｌに延びている。これらのフィラメント状の部分は、センサー２２の測定線３０を構成する。測定線３０を接続する接続線３２は、第２のハニカム形セルの壁５４の面側に配置され、長手方向Ｌに対して直角に延びている。

センサー２２の測定線３０からそれぞれの電子装置２０に至る電気的な接続線２６は、測定領域３６の外側のセル４２の壁５４の上面に配置されている。

図１３に示す装置は、図１２に示す装置に対応する。相違点は、センサー２２の測定線３０の自由端領域３４が、ハウジング６４の直近に位置している点である。歪みゲージ装置１０は、図４、図１０、または図１１に示されたように構成することができる。この場合、バンド１２は、ハウジング６４で終了し、補剛領域３８でハウジング６４に連結される。補剛領域には、測定線３０の自由端領域３４が固定される。

Claims

歪みゲージ装置（１０）を製造するための方法であって、
上面（１４）及び下面（１６）を有し、バンド（１２）の長手方向に延びる伸長方向（Ｌ）を定め、測定領域（３６）において柔軟性を有するバンド（１２）を作製するステップ、
歪みに応じて電気抵抗を変化させる少なくとも１つの細長い測定線（３０）を含むセンサー（２２）を作製し、該センサー（２２）を、予張力を与えることなく、測定線（３０）が測定領域（３６）の一端部から他方の端部へ少なくとも殆ど伸長方向に沿って延びるように、バンド上またはバンド内に配置するステップ、及び、
バンド（１２）の少なくとも測定領域（３６）の形状を、保持型動作形状（５８）に変形し、センサー（２２）の動作範囲の下限を定める一定量の予張力が生じるように測定線（３０）を伸長させるステップの、各ステップを含むことを特徴とする方法。
センサー（２２）を、バンド（１２）の曲げ線（６０）から上面に向かって距離をおいて配置し、その後、バンド（１２）の形状を保持型動作形状（５８）に変形するために、バンド（１２）の少なくとも測定領域（３６）を長手方向（Ｌ）に沿って下面（１６）に向かって湾曲させ、その後、センサー（２２）が曲げ線（６０）の半径方向外向きに張り出すように配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
センサー（２２）をバンド（１２）の上面に取り付け、次いで、バンド（１２）の形状を保持型動作形状（５８）に変形するために、バンド（１２）の少なくとも測定領域（３６）を長手方向（Ｌ）に沿って下面（１６）に向かって湾曲させ、その後、センサー（２２）が曲げ線（６０）の半径方向外向きに張り出すように配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
バンド（１２）を、少なくとも測定領域（３６）が、長手方向（Ｌ）に沿って上面（１４）に向かうように湾曲するように作製する、ことを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
バンドの形状を保持型動作形状（５８）に変形するために、バンド（１２）の少なくとも測定領域（３６）を長手方向（Ｌ）に沿って伸長させる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
バンド（１２）内またはバンド（１２）の上面（１４）に、測定領域（３６）に隣接させて補剛または補強された領域（３８）を形成し、センサー（２２）を、前記補強された領域（３８）に取り付ける、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
センサー（２０）を、その全体にわたってバンド（１２）に取り付ける、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
バンド（１２）をセル配列構造（４０）として作製し、測定領域（３６）において、セル（４２）は、測定領域（３６）の外側と比べて、同一のまたは低い剛性を有する、ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法、
測定領域（３６）のセル（４２）を、測定領域（３６）の外側のセルよりも大きなサイズを有するように作製する、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
セルを、測定領域（３６）内と測定領域（３６）の外側とで同様の形状を有するように作製する、ことを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
セルを、測定領域（３６）内のセルが測定領域（３６）の外側のセルとは異なる形状を有するように作製する、ことを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
セル配列構造を、ハニカム形状またはオーセチック形状に作製する、ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の方法。
電子装置（２０）を、バンド（１２）内またはバンド（１２）上に配置し、センサー（２２）と電子装置（２０）とを、電気的な接続線によって接続する、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
バンド（１２）及びセンサー（２２）を、三次元印刷法または積層製造法によって作製する、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
測定線（３０）を、５％と７０％の間の予張力が与えられるまで伸長させる、ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
測定線（３０）を、一定量の予張力が与えられるまで伸長させる、ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
測定線（３０）を、少なくとも近似的に１０％の予張力が与えられるまで伸長させる、ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
センサー（２２）を作製するために、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）と１０重量％から６０重量％のカーボンブラック粒子との混合物を含む材料が使用される、ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法。
センサー（２２）を作製するために、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）と２重量％から１０重量％のグラフェンまたはナノチューブ粒子との混合物を含む材料が使用される、ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の方法。
センサー（２２）を作製するために、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）と、１０重量％から６０重量％の導電性粒子、好ましくは、金属または他の無機材料の粒子、との混合物を含む材料が使用される、ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法。
センサー（２２）を作製するために、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）と、１０重量％から６０重量％の銅、銀、インジウム錫酸化物、またはフッ素ドープ酸化錫の導電性粒子との混合物を含む材料が使用される、ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法。
センサー（２２）は、０．７ｍｍ以下の厚みを備えるように作製される、ことを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法。
センサーの測定線（３０）は、０．１ｍｍと２ｍｍの間の幅を備え、かつ、７ｍｍと２０ｍｍの間の長さを備えるように作製される、ことを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項に記載の方法。
センサー（２２）は、測定領域（３６）の長さにわたって少なくとも略平行に配置され、電気的に直列に接続される、少なくとも２つの測定線（３０）を有するように作製され、好ましくは特に２つの測定線（３０）は、その一端で共通の接続線（３２）によって接続され、センサー（２２）がＵ字状である、ことを特徴とする請求項１から２３のいずれか１項に記載の方法。
センサー（２２）は、特に２つの測定線（３０）を有するように作製され、２つの測定線（３０）は、その一端で共通の接続線（３２）によって接続され、センサー（２２）がＵ字状である、ことを特徴とする請求項１から２３のいずれか１項に記載の方法。
バンド（１２）は、センサー（２２）の伸長方向及び長手方向（Ｌ）にみたときの両側に、少なくとも近似的に１０ｍｍの柔軟性を有するように作製される、ことを特徴とする請求項１から２５のいずれか１項に記載の方法。
監視のためにユーザの血圧を連続的に測定する装置であって、ユーザの身体の外面上の場所に対して載置するために適しており、血圧によって影響される場所の圧力を連続的に測定し、対応する電気的な圧力信号を発生させる、少なくとも１つの圧力センサー（６６）と、請求項１から２６のいずれか１項に従って製造された歪みゲージ装置（１０）と、を備えており、バンド（１２）は、身体を取り囲み、圧力センサー（６６）を前記場所の表面に安全かつ機能的な接触状態で保持するために適し、歪みゲージ装置（１０）は、バンド（１２）の歪みを連続的に測定し、対応する電気的なバンド張力信号を発生させるために適し、電流源を備えた電子装置（２０）、バンド張力信号を考慮に入れて接触圧信号から拡張期血圧値及び収縮期血圧値を判別するためのマイクロプロセッサ、及び、血圧値を表示または出力するための出力装置を備えている、ことを特徴とする装置。