JP2019014979A - 生体情報取得用衣料 - Google Patents

Abstract

【課題】精度高く生体情報を取得するのみならず着用快適性に優れた衣料を実現する。【解決手段】生体に当接して生体情報を取得する電極と、電極が配置された第１の生地１１０と、一定伸長時の伸長力が第１の生地１１０とは異なる第２の生地１２０と、を含む上半身用衣料１００であって、第１の生地１１０および第２の生地１２０において、上半身用衣料１００における上下方向の伸長力が、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも小さい。さらに、上半身用衣料１００における左右方向の伸長力が、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、生体に当接して生体情報を取得する電極が配置された生地を含んで構成された衣料を着用して生体情報を精度高く取得することのできる技術に関し、特に、精度高く生体情報を取得するのみならず着用快適性に優れた衣料を実現するための技術に関する。

近年、健康の維持またはその増進に対する人々の関心が高まっている。そこで、健康管理のために、日常生活の中で、人々がより手軽に、たとえば、心拍信号、心電信号、脳波信号（脳活動によって生じる電気（電位）信号）、筋電信号（筋肉を動かすときに生じる電気（電位）信号）などの生体情報を精度高く検出することが望まれている。また、このような健康管理に限らず、疾患の診断時および治療（リハビリテーションを含む）時ならびに健康管理に限定されない運動時に、上述したような生体情報を精度高く検出することが望まれたり、さらに人体に限らず動物実験等においても、上述したような生体情報を精度高く検出することが望まれたりしている。

このような生体情報は様々なセンサにより検出される。そして、このようなセンサを衣類（衣料と記載する場合もあるが同義である）に備えておいて、その衣類を着用して運動時等における生体情報を取得することが行われている。このような衣類においては、生体情報取得対象の器官からセンサが過剰に離れないように（センサが生体に対して好適に固定されるように）構成されていなければならない。

このようなセンサを備えた衣類として、特開２０１７−０８２３６１号公報（特許文献１）は、生体情報通知センサーを備えてなる衣料であって、ヨコ方向およびタテ方向のうち少なくともどちらか一方のストレッチ性が６０〜１００％の範囲の布帛を含むことを特徴とする衣料を開示する（請求項１）。この特許文献１は、さらに、ヨコ方向およびタテ方向のうち少なくともどちらか一方のストレッチ性が６０〜１００％（好ましくは７０〜１００％、より好ましくは８０〜１００％）であることが肝要であり、ヨコ方向およびタテ方向ともにストレッチ性が６０％より小さいと、身体を動かした際にセンサーと身体との密着性の変化が大きくなり、生体情報の検知精度が低下するおそれがあることを開示する（第００２１段落）。

特開２０１７−０８２３６１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された衣料においては、ヨコ方向およびタテ方向ともにストレッチ性が６０％より小さい場合にのみ、身体を動かした際にセンサーと身体との密着性の変化が大きくなり、生体情報の検知精度が低下するおそれがあることをが開示されているに過ぎない。このため、この特許文献１に開示された技術を用いて、ヨコ方向およびタテ方向のうち少なくともどちらか一方のストレッチ性が６０％以上（より好ましくは８０％以上）の布帛を用いて、生体情報通知センサーを備えてなるたとえば上半身用衣料（アンダーシャツ等）を形成すると、上半身用衣料の全体について、ヨコ方向の一方向のみ、タテ方向の一方向のみ、または、ヨコ方向およびタテ方向の両方向について高すぎるストレッチ性を備える場合もあり、そのような場合には着用時の快適性が損なわれたり、着用する際に上半身用衣料がその全体として伸びすぎたり伸びにくすぎたりして着用しづらい可能性がある。

さらに、このような衣料は、一般的に生地と呼ばれる、織地（織物）または編地（編物）等で構成されることが多い。そして、これらの織地および編地を含む生地においては、その構成上、タテ方向とそのタテ方向に略直交するヨコ方向（タテヨコの絶対的な方向は逆でも構わない）における特性（伸長特性、回復特性、伸長と回復との差についての特性（後述する回復率）等）が必ず異なる。特許文献１においては、上述したようにヨコ方向
およびタテ方向についてはそのうち少なくともどちらか一方の特性に言及しているに過ぎない。さらに単なる１種類の生地で（上半身用）衣料を構成し、かつ、生地のタテ方向とヨコ方向の特性の違いに着目しないのでは精度高く生体情報を取得するのみならず優れた着用快適性を実現するという目的を達成することができないという知見を本出願人は得て、複数の種類の生地を使ってかつタテ方向の生地特性とヨコ方向の生地特性との差異についても鋭意研究を進めた。その結果、精度高く生体情報を取得するのみならず着用快適性に優れた生体情報取得用衣料を実現するための技術に想到したのである。

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、その目的とするところは、精度高く生体情報を取得するのみならず着用快適性に優れた衣料を実現するための技術である生体情報取得用衣料を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る生体情報取得用衣料は、以下の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明に係る生体情報取得用衣料は、生体に当接して生体情報を取得する電極と、前記電極が配置された第１の生地と、一定伸長時の伸長力が前記第１の生地とは異なる第２の生地と、を含む生体情報取得用衣料であって、前記生地についての前記生体情報取得用衣料における上下方向の前記伸長力が、前記第１の生地が前記第２の生地よりも小さいことを特徴とする。

好ましくは、前記生地についての前記生体情報取得用衣料における左右方向の前記伸長力が、前記第１の生地が前記第２の生地よりも大きいように構成することができる。
さらに好ましくは、前記伸長力は１００％伸長時の伸長力であって、前記第２の生地についての前記生体情報取得用衣料における左右方向の前記伸長力が、５Ｎ以下であるように構成することができる。

さらに好ましくは、前記生地の荷重−伸び曲線における、０％から１００％まで伸長した区間についての荷重積分値である伸長時の変形エネルギーに対する、１００％から０％まで回復した区間についての荷重積分値である回復時の変形エネルギーの比率である回復率について、前記第１の生地についての前記回復率が、前記生体情報取得用衣料における上下方向および前記生体情報取得用衣料における左右方向のいずれも６０％以上であるように構成することができる。

さらに好ましくは、前記衣料は上半身用衣料であって、前記第２の生地は、前記伸長力がタテ方向とヨコ方向とで異なり、前記第１の生地および前記第２の生地を含んで形成された上半身用衣料において、前記第２の生地の伸びやすい前記伸長力の低い方向が上半身における左右方向であって、前記第２の生地の伸びにくい前記伸長力の高い方向が上半身における上下方向であるように構成することができる。

さらに好ましくは、前記第２の生地はヨコ編地で形成され、前記第２の生地のヨコ方向が上半身における左右方向であって、前記第２の生地のタテ方向が上半身における上下方向であるように構成することができる。
さらに好ましくは、前記第１の生地は、着用者の胸に対応する位置に少なくとも設けられているように構成することができる。

本発明に係る生体情報取得用衣料によれば、精度高く生体情報を取得するのみならず着用快適性に優れた衣料を実現することができる。

本発明の実施の形態に係る生体情報取得用衣料として生体電極の配置構造を採用した一例である上半身用衣料の表側（外側）の全体図である。 図１に示す上半身用衣料における裏側（肌側）の全体図である。 図１に示す上半身用衣料におけるセンサ部の拡大図である。 図２に示す上半身用衣料におけるセンサ部の拡大図である。 図１に示す上半身用衣料に好適に用いられる生地の特性を示す図（その１）である。 図１に示す上半身用衣料に好適に用いられる生地の特性を示す図（その２）である。 図１に示す上半身用衣料に好適に用いられる生地の特性を示す図（その３）である。 図１に示す上半身用衣料に好適に用いられる生地の伸長曲線および回復曲線を示す図である。 図８に示す伸長曲線および回復曲線に基づいて算出される回復率を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態に係る生体情報取得用衣料の一例である上半身用衣料１００を、図面に基づき詳しく説明する。なお、本発明にはこの上半身用衣料１００に採用された生体電極の配置構造を含むため、以下においては上半身用衣料１００に採用された生体電極の配置構造を含めて説明する。ここで、本発明に係る生体情報取得用衣料は、上半身用衣料に限定してされるものではなく、その他の衣料であっても、人体以外の生体向けの衣料（ここでの衣料とは生体表面を被覆するものの意味である）であっても構わない。さらに、上半身用衣料においても袖がないものであっても構わない。

［上半身用衣料］
まず、図１および図１に示す上半身用衣料１００を裏返した図２を参照して、上半身用衣料１００の全体について説明する。この上半身用衣料１００は、生体情報を取得する必要がある着用者（被検者）がその上半身に、図１に示す面を外側に図２に示す面を皮膚側にして着用する。なお、以下においては、これらの図に示すように、センサ部２００が配置された第１の生地１１０とセンサ部２００が配置されない第２の生地１２０とで構成された上半身用衣料１００について説明するが、本発明は、センサ部２００が配置された第１の生地１１０のみでその上半身用衣料１００の全体を構成することもできる。さらに、第１の生地１１０および第２の生地１２０に加えて第３の生地の３種類の生地で上半身用衣料１００の全体を構成するようにしても構わず、さらに４種類以上の生地で構成するようにしても構わない。

図１〜図２に示すように、この上半身用衣料１００は、後身頃１２０Ｃと両側の袖部１２０Ｄと、上側前身頃１２０Ａおよび下側前身頃１２０Ｂと、上側前身頃１２０Ａと下側前身頃１２０Ｂとの間に設けられたセンサ部２００とで構成されており、センサ部２００は、上側前身頃１２０Ａと下側前身頃１２０Ｂとに接合された第１の生地１１０に配置され、上側前身頃１２０Ａと下側前身頃１２０Ｂと後身頃１２０Ｃと袖部１２０Ｄとは、第１の生地１１０とは特性の異なる第２の生地１２０により構成されている。なお、上半身用衣料１００において、袖部１２０Ｄを備えなくても構わない。また、第１の生地１１０に加えて他の生地（ここでは第２の生地１２０）を用いて上半身用衣料１００を構成する場合には、その生地の切り替えは、編成、貼り付け、接着、縫製等のどのような方法で第１の生地１１０と第２の生地１２０とが切り替えられていても構わない（本実施の形態においては縫製を採用）。さらに、後述する伸長力の大小関係が成立するのであれば、第１の生地１１０に第２の生地１２０を重ねて設けるようにしても、第２の生地１２０に第１の生地１１０を重ねて設けるようにしても構わない。

なお、これらの図１〜図４には、上半身用衣料１００についての上下方向および左右方向を両方向矢示により示すとともに、この上半身用衣料１００の第１の生地１１０および第２の生地１２０にヨコ編地を採用した場合におけるこのヨコ編地のヨコ方向を白抜きの両方向矢示により示している。
ここで、センサ部２００は腹部側のみに設けられているために（限定されるものではないが本実施の形態においては背中側にはセンサ部２００が設けられていないために）図示しない背面図（図１および図２の紙面裏側から紙面表側を見た図）としては第２の生地１２０のみで後身頃１２０Ｃが構成された図となる。

次に、図３〜図４を参照して、センサ部２００について説明する。このセンサ部２００（およびこのセンサ部２００が配置された第１の生地１１０）は、図１に示すように被検
者の胸部に相当する位置に設けられ、主として、心拍信号、心電信号等を検出する。図４に示すように、センサ部２００は肌側から見て、電極２１０と、薄い弾性部材等で構成され電極２１０の肌表面への当接感触を和らげる、電極２１０の肌表面への押圧を付勢する等のために設けられるクッション材２４０と、クッション材２４０を第１の生地１１０に固定するシール材２５０とで構成される。なお、センサ部２００の肌側から見た構造はこのような構造に限定されるものではないが、電極２１０は被検者の肌に当接するように設けられる。本実施の形態においては、第１の生地１１０の肌側の表面にクッション材２４０を設けてその上からシール材２５０でクッション材２４０およびその周囲の第１の生地１１０を覆って、シール材２５０における電極２１０の位置がずれないようにシール材２５０の上に電極２１０を設けている。また、図示したように本実施の形態においては、左右方向に２箇所に電極２１０を設けているが、第１の生地１１０に設けられる電極２１０の数および位置は限定されるものではない。

このように被検者の肌に当接するように、図２および図４に示すように肌側に露出するように設けられた電極２１０は、たとえば編地構造の基材に導電性糸が（どのような編込み方法に限定されるものではなく）編込まれて形成されているものを採用することができる。ここで、導電性糸とは、電気抵抗が小さく通電可能という導電性を備えた糸であれば、特に限定されるものではなく、樹脂繊維、天然繊維または金属線等を芯として、この芯に湿式や乾式のコーティング、メッキ、真空成膜、その他の適宜な被着法を用いて金属成分を被着させた金属被着線（メッキ線）を使用するのが好適である。

このように電極２１０は導電性を備えるために、被検者の胸部分の肌に当接して、心拍信号、心電信号等の生体情報を検出することができる。センサ部２００の電極２１０により検出された生体情報（ここでは電気的情報（アナログ電気信号））は、アナログ信号をデジタル信号へアナデジ（ＡＤ）変換ならびにその変換処理後のデータ処理およびデータ蓄積等のために、図示しない検出部へ伝送される。このため、電極２１０は、第１の生地１１０に設けられた電極２１０の上下方向の長さ程度の切り込み部（図示しない）を通って、図４に示す肌側から図３に示す外側へ露出することになる。

図３に示すように、センサ部２００は、外側から見て、信号取り出し部２２０と、切り込み部を保護するとともに表側に露出してきた電極２１０を保持する保持シール２３０とで構成されている。ここで、上述したＡＤ変換等の信号処理のために、検出部は、電気信号が送受信可能にセンサ部２００に接続されている。たとえば、限定されるものではないが、信号取り出し部２２０は、電極２１０に金属製のスナップボタン２２０Ａが設けられ、検出部にもそのスナップボタンに対応する金属製のスナップボタンが設けられている。ここで、これらの金属製のスナップボタン２２０Ａおよび検出部のスナップボタンを介して、センサ部２００から検出部へ生体情報に関する電気的情報（アナログ電気信号）が送信される。

この信号取り出し部２２０は、たとえば、第１の生地の表側に設けられた保持シール２３０と、スナップボタン２２０Ａが取り付けられたボタン保持部材２２０Ｂとで構成されている。ここで、ボタン保持部材２２０Ｂは、図３に示すように保持シール２３０の上下方向端部近傍の縫合部で第１の生地１１０と縫合されており、表側に露出している電極２１０と、その電極２１０に取り付けられたスナップボタン２２０Ａと、電極２１０およびスナップボタン２２０Ａに取り付けられたボタン保持部材２２０Ｂとは一体化されており、これら（表側に露出している電極２１０、スナップボタン２２０Ａ、ボタン保持部材２２０Ｂの３つ）と第１の生地１１０とはボタン保持部材２２０Ｂの縫合部で接続されている。その結果、表側に露出している電極２１０およびスナップボタン２２０Ａは、第１の生地１１０に対してボタン保持部材２２０Ｂの上下端の縫合部のみで接続されていることになり、左右方向にずれて移動することができる自由度を備える。

なお、このセンサ部２００を検出部に電気的に接続する信号取り出し部２２０においては、この上半身用衣料を着用する（着替える）ときに検出部が邪魔にならないように、このような金属製のスナップボタンのオス側（オススナップ）およびメス側（メススナップ）で一対の金属製のスナップボタンのいずれか一方側がスナップボタン２２０Ａおよび検
出部のスナップボタンのいずれかとして取り付けられており、被検者がこの上半身用衣料１００に着替えた後に信号取り出し部２２０を介して、検出部をセンサ部２００に電気的に接続することが好ましい。

ここで、スナップボタンとは、オス側のゲンコ（凸）側とメス側のバネ（凹）側とで構成される衣料等に用いられる保持具（いわゆるボタン）であって、弾性部材（ここではバネ）を含む凹部とその凹部へ嵌合され弾性部材により嵌合状態が保持される凸部とを備えた嵌合部材であれば、スナップボタンに限定されるものではない。さらに、このようなスナップボタンおよび上述した嵌合部材に限定されるものではなく、信号検出時に検出可能に保持できて信号非検出時に容易に取り外しできる面ファスナー等であっても構わない。

本発明においては、センサ部２００が配置された第１の生地１１０のみでその全体が構成された上半身用衣料であっても、センサ部２００が配置された第１の生地１１０とセンサ部２００が配置されない第２の生地１２０とで構成された上半身用衣料であっても、さらに別の第３の生地を含めて第１の生地、第２の生地および第３の生地とで構成された上半身用衣料であっても構わない。重要であるのは、（Ａ）上半身用衣料を構成する生地の種類によらず、センサ部２００が配置された第１の生地１１０自体の特性、（Ｂ）上半身用衣料が２種類以上の生地で構成される場合には、タテ方向およびヨコ方向を区別した生地の相対的特性およびセンサ部２００が配置されない第２の生地１２０自体の特性である。このため、以下においては、（Ａ）第１の生地１１０に要求される生地の特性と、（Ｂ）２種類の生地使いの場合に要求される生地の特性とに分けて、上半身用衣料１００について説明する。なお、センサ部２００が配置された第１の生地１１０のみでその全体が構成された上半身用衣料１００については、図１〜図２において示した括弧書きの符号１２０を符号１１０と読み替えることにより第１の生地１１０のみでその全体が構成された上半身用衣料１００の図となり、この場合、生地の切り替えが不要となることは言うまでもない。

ここで、このように第１の生地１１０のみでその全体が構成された上半身用衣料１００であっても、この第１の生地１１０よりも伸びにくい方向を備えた生地を、上半身用衣料における上下方向がその生地のより伸びにくい方向になるように、背中に対応する位置に少なくとも設けることも好ましい。このようにすると、第１の生地１１０だけでは着用する際に上半身用衣料１００がその全体として伸びすぎて着づらいまたは脱ぎづらい可能性があっても、背中側の上下方向に伸びにくい生地を設けられているので、その背中部分は上下方向に伸びにくいので伸びすぎて着づらいまたは脱ぎづらいことを回避できる。

これより以下において、第１の生地１１０のみを採用した場合における（１種類生地使いの場合における）第１の生地１１０の特性、第１の生地１１０および第２の生地１２０を採用した場合における（２種類（以上）生地使いの場合における）第１の生地１１０の特性および第２の生地１２０の特性について説明する。なお、後述するように、より具体的には第１の生地１１０および第２の生地１２０にヨコ編地を採用しているため、上半身用衣料１００におけるヨコ編地のヨコ方向およびタテ方向についても発明の理解を容易にするために（本発明がこれらの編地およびタテヨコ使いに限定されるものではないが）記載する。なお、ヨコ編地においては、編糸が進む方向であるヨコ方向がタテ方向よりも伸びやすく一定伸長時の伸長力が小さく伸縮性が大きく、タテ編地においては、編糸が進む方向であるタテ方向がヨコ方向よりも伸びやすく一定伸長時の伸長力が小さく伸縮性が大きい。この一定伸長時の伸長力は、後述する試験力と同じ意味である。

［１種類生地使い］
まず、第１の生地１１０のみを採用した場合における（１種類生地使いの場合における）第１の生地１１０自体の（絶対的な）特性について説明する。以下における生地の特性は、上半身用衣料１００を構成する生地の種類によらず（織地および編地等に限定されないし織地または編地であっても織成および編成の種類も限定されないが一例として第１の生地１１０がヨコ編地の場合を本実施の形態において記載）、センサ部２００が配置された第１の生地１１０自体の特性を示す。

＜１種類生地使い：第１（１）条件＞
この第１の生地１１０についての１００％伸長時における、この第１の生地１１０を用いて形成した上半身用衣料１００の上下方向の伸長力が、２３Ｎ以下である。なお、１２Ｎ以下であることがさらに好ましい。
＜１種類生地使い：第１（２）条件＞
この第１の生地１１０についての１００％伸長時における、この第１の生地１１０を用いて形成した上半身用衣料１００の左右方向の伸長力が、２．５Ｎ〜１１Ｎである。なお、上限値は１０Ｎであることがさらに好ましく、下限値は５Ｎであることがさらに好ましい。

＜１種類生地使い：第１（３）条件＞
生地についての荷重−伸び曲線における、０％から１００％まで伸長した区間についての荷重積分値である伸長時の変形エネルギーに対する、１００％から０％まで回復した区間についての荷重積分値である回復時の変形エネルギーの比率である回復率が、この第１の生地１１０について、上半身用衣料１００の上下方向および左右方向のいずれも６０％以上である。
これらの第１（１）条件〜第１（３）条件については、２種類生地使いの４つの条件を説明した後に、図５〜図９を用いて、詳しく説明する。

［２種類生地使い］
次に、第１の生地１１０に加えて少なくとも第２の生地１２０を採用した場合における（２種類生地使いの場合における）相対的な特性ならびに第１の生地１１０自体および第２の生地１２０自体の（絶対的な）特性について説明する。すなわち、以下においては、上半身用衣料１００を構成する生地が２種類以上であって、センサ部２００が配置された第１の生地１１０とセンサ部２００が配置されない第２の生地１２０との相対的な特性ならびに第１の生地１１０自体および第２の生地１２０自体の（絶対的な）特性を示す。以下における生地の特性は、上半身用衣料１００を構成する生地の種類によらず（織地および編地等に限定されないし織地または編地であっても織成および編成の種類も限定されないが一例として第１の生地１１０および第２の生地１２０がヨコ編地の場合を本実施の形態において記載）、センサ部２００が配置された第１の生地１１０とセンサ部２００が配置されない第２の生地１２０との相対的な特性ならびに第１の生地１１０自体および第２の生地１２０自体の（絶対的な）特性を示す。なお、第１の生地１１０自体の特性については、上述した［１種類生地使い］における３条件と同じである。このように、１種類使いの条件と２種類使いの条件とで一部の条件は重複する。このため、重複する説明については繰り返して記載しない。なお、前提条件として、一定伸長時の伸長力は、第１の生地１１０と第２の生地１２０とでタテ方向もヨコ方向も異なる。

＜２種類生地使い：第２（１）条件＞
第１の生地１１０および第２の生地１２０について、上半身用衣料１００における上下方向の伸長力が、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも小さい。
＜２種類生地使い：第２（２）条件＞
第１の生地１１０および第２の生地１２０について、上半身用衣料１００における左右方向の伸長力が、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも大きい。
＜２種類生地使い：第２（３）条件＞
この第２の生地１２０についての１００％伸長時における上半身用衣料１００における左右方向の伸長力が、５Ｎ以下である。

＜２種類生地使い：第２（４）条件＞
生地についての荷重−伸び曲線における、０％から１００％まで伸長した区間についての荷重積分値である伸長時の変形エネルギーに対する、１００％から０％まで回復した区間についての荷重積分値である回復時の変形エネルギーの比率である回復率が、この第１の生地１１０について、上半身用衣料１００の上下方向および左右方向のいずれも６０％以上である。この条件は、１種類生地使いの３つ目の第１（３）条件と同じである。このため、２種類生地使いの４つ目の第２（４）条件については以下において記載しない。

［具体的な生地構成］
以下に、上述した、１種類生地使いの場合の第１（１）条件、第１（２）条件および第１（３）条件、ならびに、２種類生地使いの場合の（１種類生地使いの場合の３条件に加えられる）第２（１）条件、第２（２）条件および第２（３）条件を満足する、第１の生地１１０および第２の生地１２０について詳しく説明する。

＜１００％定伸長回復に関する特性＞
図５に、第１の生地１１０および第２の生地１２０の特性として、第１の生地１１０に好ましく採用可能なヨコ編地（ここではベアスムース）の生地Ａの１００％定伸長回復に関する特性、および、第２の生地１２０に好ましく採用可能なヨコ編地（ここではベアフライス）の生地Ｄの１００％定伸長回復に関する特性を示す。

さらに、図６に、生地Ａとは別の第１の生地１１０に好ましく採用可能なヨコ編地（ここではベア天）の生地Ｂの１００％定伸長回復に関する特性、および、第１の生地１１０に好ましく採用可能な編地（ここでは編成を限定しない）の生地Ｃの１００％定伸長回復に関する特性を示す。
図５および図６においては、ＪＩＳ Ｌ１０９６の８．１６．３ 伸長力のＢ法に準拠して１００％まで第１の生地１１０および第２の生地１２０を伸長させたときの荷重を、試験力（一定伸長時（ここでは１００％）の伸長力）として記載している。そして、これらの図５および図６から、４つの生地についてのタテ方向とヨコ方向についての試験力の平均値を抜き出して纏めたものを図７に示す。

さらに、第１の生地１１０に好適に採用される生地Ａおよび第２の生地１２０に好適に採用される生地Ｄについては、このＪＩＳに準拠して実行した引張試験における荷重−伸び曲線（Ｓｔｒｅｓｓ−Ｓｔｒａｉｎ曲線（Ｓ−Ｓ曲線））を図８に示す。なお、図８（Ｃ）において試験力を示す縦軸は図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）に示す試験力を示す縦軸の１０倍になっている。

次に、この図８に加えて図９を参照して、回復率について説明する。回復率とは、上述した第１（３）条件に示したように、生地についての荷重−伸び曲線における、０％から１００％まで伸長した区間についての荷重積分値である伸長時の変形エネルギーに対する、１００％から０％まで回復した区間についての荷重積分値である回復時の変形エネルギーの比率として定義される。図８（Ａ）の２サイクル目を転記した図９を参照してより詳しく説明する。回復率の算出には２サイクル目のデータを採用している。

図９に示すように、伸長率０％から伸長率１００％まで伸長させるときに描かれたＳ−Ｓ曲線と横軸とで囲まれた面積Ｓ（１）が伸長エネルギーであって、この面積Ｓ(１)は伸長率０％から伸長率１００％まで伸長した区間についての荷重積分値である伸長時の変形エネルギーを示す。すなわち、面積Ｓ(１)が伸長エネルギーであって、伸長時における伸長率０％から伸長率１００％までの(積分)区間において荷重値を積分（積算）した値となる。

さらに、伸長率１００％から伸長率０％まで回復させるときに描かれたＳ−Ｓ曲線と横軸とで囲まれた面積Ｓ（２）が回復エネルギーであって、この面積Ｓ(２)は伸長率１００％から伸長率０％まで回復した区間についての荷重積分値である回復時の変形エネルギーを示す。すなわち、面積Ｓ(２)が回復エネルギーであって、回復時における伸長率１００％から伸長率０％までの(積分)区間において荷重値を積分（積算）した値となる。

そして、この伸長エネルギーである面積Ｓ（１）に対する回復エネルギーである面積Ｓ（２）の比率が回復率であって、回復率はＳ（２）／Ｓ（１）×１００（％）で算出される。この回復率が意味するものは、Ｓ−Ｓ曲線の往路（伸長）と復路（回復）とで変形エネルギー（曲線と横軸とで囲まれた面積）比である。この回復率が大きい（高い）ということはＳ−Ｓ曲線において、試験力が比較的高い往路（必ず復路より高い）が試験力が比較的低い復路に近いということを示す（回復率の最大値は復路と往路とが同じエネルギーであって１００％）。この回復率が大きいことは、より理想的な伸長回復状態であって、さらにいえば（回復率の数値では判断できないものの）Ｓ−Ｓ曲線の往路がより傾きが小さく、復路はそれに近い線を辿ることが好ましい。この場合には、柔らかく伸長しつつ、かつ、しっかり戻るパワー（フィット性）を備えていると考えられる。このようにして算
出した伸長エネルギー、回復エネルギーおよび回復率が、図６、図７に示してある。

＜１種類生地使い：第１（１）〜１（３）条件＞
まず、第１（１）条件について、第１の生地１１０についての１００％伸長時における上半身用衣料１００の上下方向（ヨコ編地におけるタテ方向）の伸長力は、図７に示すように、生地Ａが１１．１Ｎ、生地Ｂが２２．３Ｎ、生地Ｃが２１．４Ｎであり、いずれも２３Ｎ以下である。

生体が上半身の運動として、上腕を上げ下げしたり回動したり上体をひねったりした場合において、生体の上下方向（上半身用衣料１００における上下方向)に大きく動いた場合であっても、この第１の生地１１０の１００％伸長時における伸長力が２３Ｎ以下であり上下方向に伸びやすいために、上腕を上げ下げ、回動、上体のひねりへのツレ動きを遮断することができ、センサ部２００を生体に良好にフィットさせて電極２１０の生体への当接（接触）を維持することができる。このような作用効果については、生地Ａが生地Ｂおよび生地Ｃよりも大きく発現できた点で、この第１の生地１１０についての１００％伸長時における伸長力が１２Ｎ以下であることがさらに好ましい。

次に、第１（２）条件について、第１の生地１１０についての１００％伸長時における上半身用衣料１００の左右方向（ヨコ編地におけるヨコ方向）の伸長力は、図７に示すように、生地Ａが６．１Ｎ、生地Ｂが１０．９Ｎ、生地Ｃが８．３Ｎであり、いずれも２．５Ｎ〜１１Ｎである。
生体がその上半身を運動したとしても、上半身用衣料１００の左右方向（ヨコ編地におけるヨコ方向）の伸長力がこのような範囲であるためにセンサ部２００を生体に良好にフィットさせて電極２１０の生体への当接（接触）を維持することができる。このような作用効果をより大きく発現させる観点に基づくと、上限値は１０Ｎであることがさらに好ましく、下限値は５Ｎであることがさらに好ましい。

次に、第１（３）条件について（第２（４）条件についても同じ）、第１の生地１１０についての回復率は、図５および図６に示すように、
上半身用衣料１００の上下方向（ヨコ編地におけるタテ方向）について、生地Ａが７４．５％、生地Ｂが６９．８％、生地Ｃが６４．１％であって、
上半身用衣料１００の左右方向（ヨコ編地におけるヨコ方向）について、生地Ａが６９．７％、生地Ｂが６６．３％、生地Ｃが７６．２％であり、いずれも６０％以上である。

生体がその上半身を運動したとしても、上半身用衣料１００における第１の生地１１０の上下方向および左右方向についての伸長力がこのように６０％以上であるためにセンサ部２００を生体に良好にフィットさせて電極２１０の生体への当接（接触）を維持することができる。
なお、第１の生地１１０についての上半身用衣料１００の上下方向（ヨコ編地におけるタテ方向）および上半身用衣料１００の左右方向（ヨコ編地におけるヨコ方向）の回復率は、このように６０％以上が好ましいが、好ましくは６５％以上が、上半身用衣料１００におけるセンサ部２００を生体に良好にフィットさせて電極２１０の生体への当接（接触）を維持できる点でより好ましい。

ここで、２種類生地使いの第２（４）条件に関連するが、このような第１の生地１１０は第１の方向も第２の方向も６０％以上の回復率であることに対して、第２の生地１２０の好適な一例である生地Ｄの上半身用衣料１００の上下方向（ヨコ編地におけるタテ方向）の回復率は４７．１％と低い。このように低い回復率であることにより、不要な肌への生地の密着を回避することができ、長時間着用を続けても快適性が維持でき、好ましい。
以上のように、第１（１）条件〜第１（３）条件を満足する第１の生地１１０（のみ）で形成した上半身用衣料１００は、精度高く生体情報を取得するのみならず着用快適性に優れていた。

＜２種類生地使い：第２（１）〜２（３）条件＞
第１の生地１１０および第２の生地１２０についての伸長力の相対的な条件（第２（１）条件および第２（２）条件）については以下の通りである。なお、伸長力の比較には、限定されるものではないが伸長率１００％における伸長力を採用した。
まず、第２（１）条件は、上半身用衣料１００における上下方向について伸長力を比較した条件となる。より詳しくは、第１の生地１１０における上下方向（ヨコ編地におけるタテ方向）の伸長力と第２の生地１２０における上下方向（ヨコ編地におけるタテ方向）の伸長力との比較となる。詳しくは、図７に示すように、
・第１の生地１１０における上下方向（ヨコ編地におけるタテ方向）の伸長力については、生地Ａが１１．１Ｎ、生地Ｂが２２．３Ｎ、生地Ｃが２１．４Ｎであって、
・第２の生地１２０における上下方向（ヨコ編地におけるタテ方向）の伸長力については、生地Ｄの１２０．４Ｎであって、
第１の生地１１０および第２の生地１２０について、上半身用衣料１００における上下方向の伸長力が、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも小さい。

生体が上半身の運動として、上腕を上げ下げしたり回動したり上体をひねったりした場合において、生体の上下方向（上半身用衣料１００における上下方向)に大きく動いた場合であっても、上半身用衣料１００における上下方向については、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも伸長力が小さく上半身用衣料１００においてセンサ部２００が配置された第１の生地１１０は第２の生地１２０に比較して上下方向に伸びやすい。このため、センサ部２００が配置された第１の生地１１０自体が（第２の生地１２０との比較において）上下方向によく伸びて、上腕を上げ下げ、回動、上体のひねりへのツレ動きを遮断することができ、センサ部２００を生体に良好にフィットさせて電極２１０の生体への当接（接触）を維持することができる。さらに、上半身用衣料１００においてセンサ部２００が配置されていない第２の生地１２０は第１の生地１１０に比較して上下方向に伸びにくい。このため、第２の生地１２０をたとえば背中に対応する位置に設けると、第１の生地１１０では着用する際に上半身用衣料１００がその全体として伸びすぎて着づらいまたは脱ぎづらい可能性があっても、背中側の上下方向に伸びにくい第２の生地１２０が設けられているので、その背中部分は上下方向に伸びにくいので伸びすぎて着づらいまたは脱ぎづらいことを回避できる。

次に、第２（２）条件は、上半身用衣料１００における左右方向について伸長力を比較した条件となる。より詳しくは、第１の生地１１０における左右方向（ヨコ編地におけるヨコ方向）の伸長力と第２の生地１２０における左右方向（ヨコ編地におけるヨコ方向）の伸長力との比較となる。詳しくは、図７に示すように、
・第１の生地１１０における左右方向（ヨコ編地におけるヨコ方向）の伸長力については、生地Ａが６．１Ｎ、生地Ｂが１０．９Ｎ、生地Ｃが８．３Ｎであって、
・第２の生地１２０における左右方向（ヨコ編地におけるヨコ方向）については、生地Ｄの２．４Ｎであって、
第１の生地１１０および第２の生地１２０について、上半身用衣料１００における左右方向の伸長力が、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも大きい。

生体が上半身の運動とした場合には、上半身用衣料１００における上下方向（ヨコ編地におけるタテ方向）についての第１の生地１１０と第２の生地１２０との伸長力の相対的な関係に基づく作用効果は上述した通りである。これに加えて、上半身用衣料１００における左右方向については、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも伸長力が大きく上半身用衣料１００においてセンサ部２００が配置された第１の生地１１０は第２の生地１２０に比較して左右方向に伸びにくい。このため、センサ部２００が配置された第１の生地１１０自体が（第２の生地１２０との比較において上下方向によく伸びて、上腕を上げ下げ、回動、上体のひねりへのツレ動きを遮断することができるとともに）、左右方向については（第２の生地１２０との比較において）伸びにくく、センサ部２００が配置された第１の生地１１０を生体に良好にフィットさせることができる。さらに、上半身用衣料１００においてセンサ部２００が配置されていない第２の生地１２０は第１の生地１１０に比較して左右方向に伸びやすい。このため、第２の生地１２０をたとえば胴部周囲（ここでは胸部を除く）に対応する位置に設けると、着用者の個人差および男女差により大きく胴部周囲が異なる場合であっても男女別にＳＭＬ程度の３区分程度のサイズを準備するだけで多くの着用者（被検者）に対応することができる。

さらに、上半身用衣料１００においてセンサ部２００が配置された第１の生地１１０とセンサ部２００が配置されていない第２の生地１２０とは、上半身用衣料１００における上下方向については、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも伸びやすく（第２の生地１２０が第１の生地１１０よりも伸びにくく）、上半身用衣料１００における左右方向については、第１の生地１１０が第２の生地１２０よりも伸びにくい（第２の生地１２０が第１の生地１１０よりも伸びやすい）という相対的な関係が成立する。このため、第１の生地１１０と第２の生地１２０とは、上半身用衣料１００における上下方向と左右方向とにおいて概ね逆の作用効果を発現することになり、第１の生地１１０と第２の生地１２０との相乗効果により、着用者の上半身の運動を過度に妨げることなく、電極２１０の生体への当接（接触）を好ましく維持するというトレードオフの関係にある作用効果であって、上半身用衣料１００にとって好ましい作用効果を好適に実現することができる。

次に、第２（３）条件について、第２の生地１２０についての１００％伸長時における上半身用衣料１００の左右方向（ヨコ編地におけるヨコ方向）の伸長力は、図７に示すように、２．４Ｎであって５Ｎ以下である。上半身用衣料１００を極めて緩やかにフィットさせて運動の妨げにならない点で好ましい。
以上のように、第１（１）条件〜第１（３）条件を満足する第１の生地１１０に加えて第２（１）条件〜第２（４）条件を満足する第２の生地１２０で形成した上半身用衣料１００は、精度高く生体情報を取得するのみならず着用快適性に優れていた。

以上のようにして、本実施の形態に係る生体電極の配置構造またはこの生体電極の配置構造を採用した生体情報取得用衣料によると、精度高く生体情報を取得するのみならず着用快適性に優れた衣料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、精度高く生体情報を取得する衣料に好ましく、精度高く生体情報を取得するのみならず着用快適性に優れた衣料を実現することができる点で特に好ましい。

１００ 上半身用衣料
１１０ 第１の生地
１２０ 第２の生地
２００ センサ部
２１０ 電極

Claims (7)

1. 生体に当接して生体情報を取得する電極と、
   前記電極が配置された第１の生地と、
   一定伸長時の伸長力が前記第１の生地とは異なる第２の生地と、を含む生体情報取得用衣料であって、
   前記生地についての前記生体情報取得用衣料における上下方向の前記伸長力が、前記第１の生地が前記第２の生地よりも小さいことを特徴とする、生体情報取得用衣料。
2. 前記生地についての前記生体情報取得用衣料における左右方向の前記伸長力が、前記第１の生地が前記第２の生地よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の生体情報取得用衣料。
3. 前記伸長力は１００％伸長時の伸長力であって、
   前記第２の生地についての前記生体情報取得用衣料における左右方向の前記伸長力が、５Ｎ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の生体情報取得用衣料。
4. 前記生地の荷重−伸び曲線における、０％から１００％まで伸長した区間についての荷重積分値である伸長時の変形エネルギーに対する、１００％から０％まで回復した区間についての荷重積分値である回復時の変形エネルギーの比率である回復率について、
   前記第１の生地についての前記回復率が、前記生体情報取得用衣料における上下方向および前記生体情報取得用衣料における左右方向のいずれも６０％以上であることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の生体情報取得用衣料。
5. 前記衣料は上半身用衣料であって、
   前記第２の生地は、前記伸長力がタテ方向とヨコ方向とで異なり、
   前記第１の生地および前記第２の生地を含んで形成された上半身用衣料において、
   前記第２の生地の伸びやすい前記伸長力の低い方向が上半身における左右方向であって、
   前記第２の生地の伸びにくい前記伸長力の高い方向が上半身における上下方向であることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の生体情報取得用衣料。
6. 前記第２の生地はヨコ編地で形成され、
   前記第２の生地のヨコ方向が上半身における左右方向であって、
   前記第２の生地のタテ方向が上半身における上下方向であることを特徴とする、請求項５に記載の生体情報取得用衣料。
7. 前記第１の生地は、着用者の胸に対応する位置に少なくとも設けられていることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の生体情報取得用衣料。

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