JP2019148022A - 繊維構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】導電糸同士の短絡を抑制しつつ外部の電気部品との接続を容易にすることが可能な繊維構造体を提供する。【解決手段】本発明の繊維構造体は、導電糸が織り込まれる繊維構造体であって、繊維構造体には、一方向に導電糸が織り込まれる領域であって、かつ、該一方向と直交する方向に互いに離間する複数の導電性領域が設けられる。導電性領域の表面には、導電糸が露出する第１領域と、第１領域よりも導電糸の露出量が少ない第２領域と、が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、導電糸が織り込まれた繊維構造体に関する。

従来、導電糸を作業衣等に織り込んで利用する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−３５５１０８号公報

従来においては、例えば布地に織り込まれた複数の導電糸の各々が、布地から全体的に露出していると、布地を折り返したときに導電糸同士が電気的に接続してしまい、短絡し易いという問題が起こる。これを防ぐためには、例えば各導電糸が外部に露出しないように織り込むことも考えられるが、そうすると外部の電気部品（例えば電子部品や電気回路等を含む）と接続しにくくなるので、電気信号の伝送路としての役割を果たしにくいという問題が起こる。

本発明は、導電糸同士の短絡を抑制しつつ外部の電気部品との接続を容易にすることが可能な繊維構造体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、導電糸が織り込まれる繊維構造体であって、前記繊維構造体には、一方向に前記導電糸が織り込まれる領域であって、かつ、前記一方向と直交する方向に互いに離間する複数の導電性領域が設けられ、前記導電性領域の表面には、導電糸が露出する第１領域と、前記第１領域よりも導電糸の露出量が少ない第２領域と、が設けられる繊維構造体である。

本発明によれば、繊維構造体には、一方向に導電糸が織り込まれる領域であって、かつ、該一方向と直交する方向に互いに離間する複数の導電性領域が設けられ、導電性領域の表面には、導電糸が露出する第１領域と、第１領域よりも導電糸の露出量が少ない第２領域と、が設けられるので、導電性領域の表面全体にわたって導電糸が露出する構成に比べて、折り返しのときの導電糸同士の電気的な接続を抑制することができる。また、導電糸が露出する第１領域が設けられることにより、導電糸全体が繊維構造体の中に織り込まれる構成に比べて、外部の電気部品との接続が容易になる。したがって、本発明によれば、導電糸同士の短絡を抑制しつつ外部の電気部品との接続を容易にすることができる。

図１は、実施形態の繊維構造体の表面を示す模式図である。 図２は、実施形態の繊維構造体の表面を示す模式図である。 図３は、実施形態の繊維構造体の裏面を示す模式図である。 図４は、実施形態の繊維構造体の織り方の一例を示す図である。 図５は、経糸として使用される導電糸とナイロンの織り方を説明するための図である。 図６は、経糸として使用される導電糸とナイロンの織り方を説明するための図である。 図７は、第１領域の表面を観察した結果を示す図である。 図８は、第１領域の表面を観察した結果を示す図である。 図９は、変形例の繊維構造体を側面から見た場合の模式図である。 図１０は、変形例の第１領域の配置例を示す図である。 図１１は、変形例の第１領域の配置例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る繊維構造体の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本実施形態の繊維構造体１の表面を示す模式図である。この例では、繊維構造体１は、電気信号を伝送する伝送路として機能する導電糸が織り込まれる細幅織物であるが、これに限られるものではない。要するに、「繊維構造体」とは、繊維から作られるものであればよい。

図１に示すように、繊維構造体１には、長手方向（「一方向」に相当）に導電糸が織り込まれる領域であって、かつ、短手方向（「一方向と直交する方向」に相当）に互いに離間する複数の導電性領域（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）が設けられる。以下の説明では、３つの導電性領域（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）を互いに区別しない場合は、単に「導電性領域１０」と称する場合がある。

なお、図１の例では、繊維構造体１には３つの導電性領域（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）が設けられているが、これに限らず、繊維構造体１に設けられる導電性領域１０の数は任意に変更可能である。

また、各導電性領域１０は、電源供給路や電気信号を伝送する伝送路として機能し、２つの電気部品（例えば電子部品や電気回路等を含む）を接続するために用いられる。例えば各導電性領域１０は、マイクと、音声信号の送受信回路とを接続するために用いられる態様であってもよい。なお、これに限らず、各導電性領域１０によって相互に接続される２つの電気部品の組み合わせは任意に変更可能である。

図１に示すように、各導電性領域１０の表面には、導電糸が露出する第１領域２０と、第１領域２０よりも導電糸の露出量が少ない第２領域３０と、が設けられる。ここでは、「導電糸が露出する」とは、外部の電気部品との接続が容易にできる程度に導電糸が露出していることを意味する。第１領域２０における導電糸の露出量は、外部の電気部品との接続を容易にすることができる程度の露出量であり、第２領域３０における導電糸の露出量は、外部の電気部品との接続が困難（あるいは不可能）な程度の露出量（外部から殆ど視認できない程度の露出量）である。

また、本実施形態の第１領域２０では、導電糸がループ状に盛り上がるように織り込まれている。これにより、第１領域２０が設けられる導電性領域１０は信号端子などの電気部品との接続が容易になるというメリットがある。導電糸の具体的な織り方については後述する。

また、図２に示すように、本実施形態では、各導電性領域１０の表面には、複数の第１領域２０が設けられている。なお、各導電性領域１０に設けられる第１領域２０の数は任意であり、例えば各導電性領域１０に対して、第１領域２０が１つだけ設けられる形態であってもよいし、導電性領域１０間で第１領域２０の数が互いに相違する形態であってもよいし、導電性領域１０間で第１領域の数が同じである形態であってもよい。

要するに、各導電性領域１０に設けられる第１領域２０および第２領域３０の各々の数は、設計条件等に応じて任意に変更可能である。また、例えば、何れかの導電性領域１０に対しては第２領域３０が設けられない形態（導電性領域１０の表面全体にわたって導電糸が露出する形態）であってもよい。つまり、複数の導電性領域１０のうちの一部のみの導電性領域１０に対して第１領域２０および第２領域３０が設けられる形態であってもよいし、全ての導電性領域１０に対して第１領域２０および第２領域３０が設けられる形態であってもよい。

図３は、本実施形態の繊維構造体１の裏面のうちの一部（図１に対応する部分）を示す模式図である。本実施形態では、各導電性領域１０の裏面からは導電糸が露出しない（導電糸を視認できない）ように織り込まれている。

次に、本実施形態の繊維構造体１の織り方について説明する。図４は、本実施形態の繊維構造体１の織り方の一例を示す図である。図４の例では、経糸として導電糸とナイロンを使用し、緯糸としてポリエステルを使用して、ジャガード織により経糸と緯糸とを交差させて織り込んでいる。

図４に示すように、緯糸は、図４の左右方向（横方向）を往復しながら織り込まれていく。この例では、経糸である導電糸のうち、１往復分の緯糸の下を通った後に、３往復分の緯糸の上を通り、再び１往復分の緯糸の下を通ることを繰り返す領域が上述の第１領域２０に相当し、１往復分の緯糸の上下を交互に通ることを繰り返す領域が上述の第２領域３０に相当する。

なお、この例では、図１、図２に示す１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかの第１領域２０と第２領域３０の一部を示している。なお、導電性領域１０に含まれる導電糸の数は任意である。

ここで、経糸として使用される１本の導電糸と１本のナイロンに着目し、これらの織り方について説明する。ここでは、導電糸と一緒に織り込まれる経糸（この例ではナイロン）の条件としては、導電糸よりも嵩高であって、かつ、張力を掛けない状態では長さが短いことが条件となる。また、伸縮性を有することも条件となる。

経糸としての導電糸とナイロンが一緒に織り込まれる場合、両者の長さは強制的に揃えられるので、導電糸よりも短いナイロンには引張力が作用して伸ばされた状態で導電糸と一緒に織り込まれる（図５参照）。そのようにして織り込まれた後、ナイロンには元の状態に戻ろうとする復元力が作用するため、ナイロンの長さは、織り込まれた状態の長さから所定量だけ縮むことになる。そうすると、ナイロンと一緒に織り込まれていた導電糸は、ナイロンが縮んだ分だけ長さを余す形となり、図６に示すように、ループ状に盛り上がった状態となる。導電糸にも引張力が作用して伸ばされた状態でナイロンと一緒に織り込まれるようにし導電糸よりナイロンが大きく縮むようにすると、導電糸が長さを余す形となり、高くループ状に盛り上がった状態とすることができる。

上述したように、第１領域２０は、導電糸が３往復分の緯糸の上を通る部分を含むため、第２領域３０に比べて導電糸の露出量が多い。図７は、株式会社ハイロックス製のデジタルマイクロスコープ（ＲＨ−２０００）でレンズ（ＭＸＢ−２５００ＲＥＺ、レボズームレンズ）の倍率を３５倍にして第１領域２０の表面を観察した結果を示す図であり、図８はレンズの倍率を１００倍にして第１領域２０の表面を観察した結果を示す図である。図７および図８に示すように、第１領域２０からは、ループ状に盛り上がった導電糸が視認できる。

一方、上述したように、第２領域３０では、導電糸が緯糸の上を通る部分の最大長さは緯糸の１往復分に過ぎない。また、導電糸と一緒に織り込まれるナイロンは導電糸よりも嵩高であるために、導電糸はナイロンに隠れてしまう部分も多い。このため、上記のデジタルマイクロスコープで第２領域３０を観察しても、導電糸は殆ど視認することができない。

以上に説明したように、本実施形態の繊維構造体１には、長手方向に延びる導電糸が織り込まれる領域であって、かつ、互いに短手方向に離間する複数の導電性領域１０が設けられる。そして、各導電性領域１０の表面には、導電糸が露出する第１領域２０と、第１領域２０よりも導電糸の露出量が少ない第２領域３０と、が設けられるので、各導電性領域１０の表面全体にわたって導電糸が均一に露出（第１領域２０と同程度の露出量で露出）する構成に比べて、折り返しのときの導電糸同士の電気的な接続を抑制することができる。また、導電糸が露出する第１領域２０が設けられることにより、導電糸全体が繊維構造体１の中に織り込まれる構成に比べて、外部の電気部品との接続が容易になる。

したがって、本実施形態によれば、導電糸同士の短絡を抑制しつつ外部の電気部品との接続を容易にすることができる。

また、上述したように、第１領域２０では、導電糸がループ状に盛り上がるので、この第１領域２０が設けられる導電性領域１０は信号端子などの電気部品との接続がより容易になるというメリットがある。

さらに、本実施形態では、各導電性領域１０の裏面（つまり繊維構造体１の裏面）からは導電糸が露出しないので、各導電性領域１０の表面および裏面の両面から導電糸が露出する構成に比べて、折り返しによる導電糸同士の短絡や外部の導電性物質が導電糸に接触することによる短絡のおそれを低減することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

以下、変形例を記載する。以下の変形例は上述の実施形態と組み合わせてもよいし、変形例同士を任意に組み合わせてもよい。

（１）変形例１
例えば導電性領域１０の裏面にも１つ以上の第１領域２０が設けられる形態であってもよい。図９は、本変形例の繊維構造体１を側面から見た場合の模式図である。図９の例では、上述の第１領域２０が、導電性領域１０の裏面にも設けられている。なお、導電性領域１０の表面および裏面の各々に設けられる第１領域２０の数は任意に変更可能である。例えば導電性領域１０の表面に設けられる第１領域２０の数と、導電性領域１０の裏面に設けられる第１領域２０の数とが同数である形態であってもよいし、互いに異なる形態であってもよい（どちらを多くするかについても任意に変更可能である）。

さらに、例えば複数の導電性領域１０のうちの一部の導電性領域１０の裏面に対して、少なくとも１つの第１領域２０が設けられる形態であってもよいし、全ての導電性領域１０の裏面に対して、少なくとも１つの第１領域２０が設けられる形態であってもよい。

本変形例のように、導電性領域１０の裏面にも１つ以上の第１領域２０を設けることにより、例えば繊維構造体１を服飾に縫い付けする際に、繊維構造体１が途中で折り返されて表裏が入れ替わった場合などにおいても、外部の電気部品との接続を容易にすることができるというメリットがある。

（２）変形例２
例えば図１０に示すように、複数の導電性領域１０の各々の表面に設けられた第１領域２０は、繊維構造体１の長手方向に揃えられて配置されてもよい。このように構成することで、各導電性領域１０の第１領域２０に対して共通の電気部品（例えばコネクタ等）を接続することが容易になるという利点がある。

（３）変形例３
例えば図１１に示すように、導電性領域１０の表面に設けられた第１領域２０は、所定のパターンで繰り返し配置されてもよい。図１１の例では、各導電性領域１０において、第１領域２０と第２領域３０とが交互に設けられている。この例では、上述の変形例２と同様に、各導電性領域１０の表面に設けられた第１領域２０は、繊維構造体１の長手方向に揃えられて配置されているが、これに限らず、例えば各導電性領域１０の表面に設けられた第１領域２０が、導電性領域１０間で揃えられずに配置される形態であっても構わない。

１ 繊維構造体
１０ 導電性領域
２０ 第１領域
３０ 第２領域

Claims (7)

1. 導電糸が織り込まれる繊維構造体であって、
   前記繊維構造体には、一方向に前記導電糸が織り込まれる領域であって、かつ、前記一方向と直交する方向に互いに離間する複数の導電性領域が設けられ、
   前記導電性領域の表面には、導電糸が露出する第１領域と、前記第１領域よりも導電糸の露出量が少ない第２領域と、が設けられる、
   繊維構造体。
2. 前記第１領域では導電糸がループ状に盛り上がる、
   請求項１に記載の繊維構造体。
3. 前記導電性領域の表面には、複数の前記第１領域が設けられる、
   請求項１または２に記載の繊維構造体。
4. 前記導電性領域の裏面からは導電糸が露出しない、
   請求項１乃至３のうちの何れか１項に記載の繊維構造体。
5. 前記導電性領域の裏面にも１つ以上の前記第１領域が設けられる、
   請求項１乃至３のうちの何れか１項に記載の繊維構造体。
6. 複数の前記導電性領域の各々の表面に設けられた前記第１領域は、前記繊維構造体の長手方向に揃えられて配置される、
   請求項１乃至５のうちの何れか１項に記載の繊維構造体。
7. 前記導電性領域の表面に設けられた前記第１領域は、所定のパターンで繰り返し配置される、
   請求項１乃至６のうちの何れか１項に記載の繊維構造体。