JP6852010B2 - Electrodes, wearable devices and methods for manufacturing electrodes - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は電極、電極の製造方法及びウェアラブル機器に関する。 Embodiments of the present invention relate to electrodes, electrode manufacturing methods and wearable devices.
種々の生体信号を測定する生体信号センシングが種々の分野で行われている。生体信号の例は、筋電位、眼電位、脳波等がある。生体信号センシングでは、生体に電極が取り付けられ、電極から得られる微弱電圧の変化により、これらの情報が測定される。生体信号センシングの電極は、大きく分けて、銀や塩化銀素材を用いた金属製の乾式電極と、ジェルパッド等と称される湿式電極に分類される。 Biological signal sensing for measuring various biological signals is performed in various fields. Examples of biological signals include myoelectric potentials, ocular potentials, and electroencephalograms. In biological signal sensing, electrodes are attached to the living body, and this information is measured by changes in the weak voltage obtained from the electrodes. Electrodes for biological signal sensing are roughly classified into dry electrodes made of metal using silver or silver chloride material and wet electrodes called gel pads or the like.
乾式電極は、主に病院等の医療機関において安静状態の人体に対して用いられるが、運動中の生体に装着することは困難である。そのため、運動中の生体の生体信号をセンシングすることが困難である。湿式電極は、日常生活においての使用も可能であるが、装着方法や繰り返し使用には制限があり、やはり利便性に問題があった。 The dry electrode is mainly used for a resting human body in a medical institution such as a hospital, but it is difficult to attach it to a living body during exercise. Therefore, it is difficult to sense the biological signal of the living body during exercise. Although the wet electrode can be used in daily life, there are restrictions on the mounting method and repeated use, and there is also a problem in convenience.
上述の問題は生体センシング用の電極に限らず、電極一般に広く当てはまる。 The above-mentioned problems are not limited to electrodes for biological sensing, but are widely applicable to electrodes in general.
本発明の目的は利便性に富み、微弱な電圧変動を検出することができる電極、電極の製造方法及びウェアラブル機器を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electrode, a method for manufacturing an electrode, and a wearable device, which are highly convenient and capable of detecting a weak voltage fluctuation.
実施形態によれば、電極は、カーボンを含む第1導電性シリコンゴムシートと銀を含む第2導電性シリコンゴムシートとが積層されてなる導電性シートと、リード線と、前記リード線を前記導電性シートに電気的に接続する端子部材と、を具備する。前記端子部材は、前記リード線のワイヤが挿入される圧着部と、前記圧着部と一体的に形成された平板部と、を具備する。前記平板部は、第1の部分と、前記第1の部分以外の第2の部分からなる。前記第1の部分は、前記第1の部分の第1の表面が前記第2の部分の前記第1の表面と向き合うように折り返される。前記導電性シートの一端部は、折り返された前記第1の部分の前記第1の表面と前記第2の部分の前記第1の表面との間に挟まれた状態で、前記端子部材に接続される。前記導電性シートの前記一端部以外の部分は、前記第1の部分の第2の表面を覆うように折り返されている。
According to the embodiment, the electrodes are a conductive sheet in which a first conductive silicon rubber sheet containing carbon and a second conductive silicon rubber sheet containing silver are laminated, a lead wire, and the lead wire. It includes a terminal member that is electrically connected to the conductive sheet . The terminal member includes a crimping portion into which the wire of the lead wire is inserted, and a flat plate portion integrally formed with the crimping portion. The flat plate portion includes a first portion and a second portion other than the first portion. The first portion is folded so that the first surface of the first portion faces the first surface of the second portion. One end of the conductive sheet is connected to the terminal member in a state of being sandwiched between the first surface of the folded first portion and the first surface of the second portion. Will be done. The portion of the conductive sheet other than the one end portion is folded back so as to cover the second surface of the first portion.
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The disclosure is merely an example, and the invention is not limited by the contents described in the following embodiments. Modifications that can be easily conceived by those skilled in the art are naturally included in the scope of disclosure. In order to clarify the explanation, in the drawings, the size, shape, etc. of each part may be changed with respect to the actual embodiment and represented schematically. In a plurality of drawings, the corresponding elements may be given the same reference numbers and detailed description may be omitted.
[導電性シート]
利便性を向上させるために、乾式で柔軟性のある電極が望まれている。この一例として、導電性シリコンゴムを用いた電極が考えられる。しかし、導電性シリコンゴムの抵抗は500Ω程度あり、皮膚(人体の表皮)の持つ電気抵抗(乾燥時で10kΩ程度、湿っている時は下がるが、汗ばんだ状態で乾燥時の1/12程度、水濡時でも乾燥時の約1/25)と比べて無視できない大きさである。そのため、導電性シリコンゴムを用いた電極では微弱電圧を正確に測定することが困難である。さらに、導電性シリコンゴムは千切れ易いので、電極に電気的に接続されるリード線を電極に固定することが困難である。実施形態は、改良した導電性シリコンゴムを用いた電極を提供する。
[Conductive sheet]
In order to improve convenience, a dry and flexible electrode is desired. As an example of this, an electrode using conductive silicon rubber can be considered. However, the resistance of conductive silicone rubber is about 500Ω, and the electrical resistance of the skin (epidermis of the human body) (about 10kΩ when dry, decreases when wet, but about 1/12 of dry when sweaty). Even when wet, it is a size that cannot be ignored compared to about 1/25) when it is dry. Therefore, it is difficult to accurately measure a weak voltage with an electrode using conductive silicon rubber. Further, since the conductive silicone rubber is easily torn, it is difficult to fix the lead wire electrically connected to the electrode to the electrode. The embodiment provides an electrode using an improved conductive silicone rubber.
図1は、実施形態の電極に使われる導電性シート10の構造の一例を示す断面図である。導電性シート10は、積層されている第1導電性シリコンゴムシート12と第2導電性シリコンゴムシート14とからなる。積層の一態様は、第2導電性シリコンゴムシート14を第1導電性シリコンゴムシート12に塗布することである。説明の便宜上、第1導電性シリコンゴムシート12側を導電性シート10の下側、第2導電性シリコンゴムシート14側を導電性シート10の上側と称し、第1導電性シリコンゴムシート12の下側の面を導電性シート10の裏面、第2導電性シリコンゴムシート14の上側の面を導電性シート10の表面と称する
一般的な導電性シリコンゴムの抵抗は500Ω程度あり、皮膚(人体の表皮)の持つ電気抵抗(乾燥時で10kΩ程度、湿っている時、抵抗値は下がるが、汗ばんだ状態で乾燥時の1/12程度、水濡時でも乾燥時の約1/25)と比べて無視できない大きさである。そのため、微弱電圧を正確に測定することは困難であるが、導電性シリコンゴムの抵抗は混合物の有無により変化するので、混合物を含む第1導電性シリコンゴムシート12、第2導電性シリコンゴムシート14が用いられる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the
第1導電性シリコンゴムシート12は、カーボンを含む導電性シリコンゴムからなり、第2導電性シリコンゴムシート14は、銀を含む導電性シリコンゴムからなる。第1導電性シリコンゴムシート12は、銀を含まない。第2導電性シリコンゴムシート14は、カーボンを含まない。このため、第1導電性シリコンゴムシート12の抵抗値は、表面から1cm離して測定した場合、30Ω以下であるが、場所によっては20Ωと、バラツキが大きい。第2導電性シリコンゴムシート14の抵抗値は、表面から1cm離して測定した場合、0.5Ω以下であり、場所によってバラツキがない。第2導電性シリコンゴムシート14は、電気特性的には金属製の乾式電極と同等である。しかも、導電性シート10は乾式電極に比べて生体への装着が容易であり、運動中の生体の生体信号をセンシングすることも可能である。このように第2導電性シリコンゴムシート14の方が第1導電性シリコンゴムシート12より導電性が高い。
The first conductive
導電性シート10の全体の厚さは、約0.5mm〜1.0mm程度であり、第1導電性シリコンゴムシート12と第2導電性シリコンゴムシート14とは同じ厚さでもよいし、異なる厚さであってもよい。両者の厚さが異なる場合、第2導電性シリコンゴムシート14の方が第1導電性シリコンゴムシート12より薄くてもよいし、第2導電性シリコンゴムシート14の方が第1導電性シリコンゴムシート12より厚くてもよい。すなわち、第1導電性シリコンゴムシート12、第2導電性シリコンゴムシート14の厚さは任意である。
The total thickness of the
シリコンゴムの柔軟性は、混合物の有無や種類により変化し、混合物の無いシリコンゴム単体が最も柔軟性が優れている。カーボンを含む第1導電性シリコンゴムシート12が次に柔軟性があり、銀を含む第2導電性シリコンゴムシート14が柔軟性が最も悪い。そのため、第2導電性シリコンゴムシート14のみで電極を構成すると、導電性は高いが、脆く、千切れ易く、使い勝手が悪い。そこで、導電性は高いが柔軟性が悪い第2導電性シリコンゴムシート14と、第2導電性シリコンゴムシート14より導電性は低いが柔軟性に優れている第1導電性シリコンゴムシート12とを積層して、導電性と柔軟性とを兼ね備えた導電性シート10が実現される。
The flexibility of silicone rubber varies depending on the presence and type of the mixture, and the silicone rubber alone without the mixture has the best flexibility. The first conductive
導電性シート10をセンサ電極とするためには、導電性シート10がセンスする信号を回路に伝送するためのリード線を導電性シート10に電気的に接続(あるいはリード線を導電性シート10から引き出す)する必要がある。シート部材からリード線を引き出すための手法として、ホック等でリード線をシート部材に固定することが考えらえる。例えば、シート部材をホックで挟み、ホックの凹側にリード線の先端を固定することが考えられる。しかし、シリコンゴムシートは、薄くて柔軟性があるので、リード線に力が加わると、ホックの箇所で千切れたり、破れたりする。実施形態では、図2〜図11に示すような手法で導電性シート10にストレスがかかることなくリード線と導電性シート10が電気的に接続される。
In order to use the
[リード線引き出し例1]
図2に示す第1例では、スリットを利用してリード線が導電性シート10に取り付けられ、センサ電極が製造される。第2導電性シリコンゴムシート14が人体に接するセンス面となる。
[Lead wire lead-out example 1]
In the first example shown in FIG. 2, a lead wire is attached to the
図2(a)、(b)は導電性シート10のx方向の一端部に2本のスリット22a、22bが設けられたセンサ電極の例を示す。図2(a)はセンサ電極の斜視図、図2(b)はセンサ電極の断面図である。スリット22a、22bは、導電性シート10にx方向に沿って切れ目を入れることにより作られる。複数のスリット22a、22bはy方向に配列される。
FIGS. 2A and 2B show an example of a sensor electrode provided with two
スリット22a、22bが形成された導電性シート10のx方向の一端部の裏面(第1導電性シリコンゴムシート12)にリード線100がy方向に沿って配置される。リード線100は絶縁性の被覆で覆われた金属製のワイヤを備える。図示しないが、リード線100の後端はセンサ回路に電気的に接続される。リード線100の先端がスリット22aを通して導電性シート10の裏面から表面(第2導電性シリコンゴムシート14)に導かれ、さらに隣のスリット22bを通して表面から裏面に導かれる。リード線100の先端は被覆が取り除かれ、リード線100のワイヤ122がテープ102又は導電性の接着剤により導電性シート10の裏面に接着される。テープ102は導電性のテープでもよいし、絶縁性のテープでもよい。これにより、リード線100が導電性シート10の表面、裏面に沿って取り付けられる。スリット22a、22bの長さは、リード線100の直径より大きい必要があるが、リード線100を通す作業ができる程度の長さがあればよい。なお、スリット22a、22bがリード線100の動きを抑制するので、リード線100が導電性シート10から離間する向きに引っ張られても、リード線100がスリット22a、22bから抜けることがない。この効果を奏するためには、スリット22a、22bの長さはできるだけ短い方がよい。
The
これにより、リード線100を導電性シート10に電気的に接続することができ、導電性シート10を用いたセンサ電極が実現される。導電性シート10は導電性が高い第2導電性シリコンゴムシート14を含んでいるので、微弱な生体信号でもノイズの影響なくセンスすることができるセンサ電極が実現される。リード線100の先端のワイヤ122は導電性シート10の裏面である第1導電性シリコンゴムシート12に接着されているので、導電性の高い第2導電性シリコンゴムシート14を人体に接触させセンサ電極を生体センサとして利用する際、支障が無い。
As a result, the
図2(c)、(d)は導電性シート10のx方向の一端部に4本のスリット24a、24b、26a、26bが設けられたセンサ電極の例を示す。図2(c)はセンサ電極の斜視図、図2(d)はセンサ電極の断面図である。スリット24a、24b、26a、26bは、導電性シート10にx方向に沿って切れ目を入れることにより作られる。複数のスリット24a、24b、26a、26bはy方向に配列される。
2 (c) and 2 (d) show an example of a sensor electrode provided with four
スリット24a、24b、26a、26bが形成された導電性シート10のx方向の一端部の裏面(第1導電性シリコンゴムシート12)にリード線100がy方向に沿って配置される。リード線100の先端がスリット22aを通して導電性シート10の裏面から表面(第2導電性シリコンゴムシート14)に導かれ、さらに隣のスリット22bを通して表面から裏面に導かれ、さらにスリット26aを通して導電性シート10の裏面から表面に導かれ、隣のスリット26bを通して表面から裏面に導かれる。リード線100の先端は被覆が取り除かれ、リード線100のワイヤ122が導電性の接着剤104又はテープにより導電性シート10の裏面に接着される。これにより、リード線100が導電性シート10の表面、裏面に沿って取り付けられる。
The
図2(c)、(d)によっても、図2(a)、(b)と同様に、導電性シート10を用いたセンサ電極が実現される。図2(c)、(d)の例の方がスリットの数が多いので、リード線100がより強固に導電性シート10に取り付けられる。
Similar to FIGS. 2 (a) and 2 (b), the sensor electrode using the
なお、図2は以下のように変形してもよい。リード線100を導電性シート10の表面(第2導電性シリコンゴムシート14)に配置し、リード線100の先端のワイヤ122を導電性シート10の表面に接着してもよい。スリットをy方向の中央部に設けるのではなく、y方向の端部に設けてもよい。リード線100の先端のみで被覆を取り除くのではなく、導電性シート10に接触するリード線100の被覆部分の全て又は一部を取り除き、ワイヤ122をテープ102又は接着剤104により導電性シート10の両面の第1導電性シリコンゴムシート12、第2導電性シリコンゴムシート14に広範囲で接着してもよい。これにより、リード線100がさらに強固に導電性シート10に取り付けられる。
Note that FIG. 2 may be modified as follows. The
長さが短いスリットは孔と等価であるので、スリットに限らず、孔を利用してもよい。孔の径がリード線100と略等しい場合は、リード線100と孔の間の摩擦により、リード線100が後端から引っ張られても、リード線100が孔から外れることがない。孔の形状は円形に限らず、楕円形、三角形、正方形、長方形でもよい。
Since a slit having a short length is equivalent to a hole, the hole is not limited to the slit, and the hole may be used. When the diameter of the hole is substantially equal to that of the
導電性シート10の少なくともリード線100付近の部分を柔軟性のあるケース(図2では図示しないが、後述する図10に示すケース202又は図11に示すケース204と同様なケース)で囲ってもよい。導電性シート10の生体に接触するケースの部分は開口とされる。ケースがリード線100を導電性シート10に強固に押し付ける構造の場合、リード線100の先端又は少なくとも一部をテープ102又は接着剤104により導電性シート10に接着することを省略することができる。ケースで囲う場合は、リード線100の先端部のワイヤを導電性シート10に固定するテーブ102又は接着剤104は不要となる。さらに、ケースで囲う場合は、導電性シート10に接触するリード線100の被覆部分の全て又は一部を取り除き、ワイヤ122を導電性シート10の両面の第1導電性シリコンゴムシート12、第2導電性シリコンゴムシート14に固定するテーブ又は接着剤も不要となる。
Even if at least the portion of the
[リード線引き出し例2]
図3に示す第2例は、第1例と同じ構造のスリットを利用するが、リード線100の取り付け方法が異なる。図3(a)、(b)、(c)、(d)はそれぞれ図2(a)、(b)、(c)、(d)に対応する。図2の第1例では、リード線100の先端はスリットを一度だけ通され導電性シート10の裏面から表面に導かれ、さらに他のスリットも一度だけ通され表面から裏面に導かれる。これに対して、図3に示すセンサ電極の第2例では、一対のスリット22a、22b;24a、24b;26a、26bの間の切片22、24、26にリード線100が少なくとも1周巻きつけられている。すなわち、リード線100の先端が同じスリットを少なくとも2回通され導電性シート10の裏面から表面に導かれ、又は表面から裏面に導かれる。これにより、リード線100が導電性シート10から離間する向きに引っ張られても、リード線100が切片22、24、26から外れることがなく、リード線100を導電性シート10に対してより強固に取り付けることができる。切片22、24、26にリード線100を巻きつける回数は多ければ多い程、リード線100が導電性シート10に対してより強固に取り付けられる。
[Lead wire lead-out example 2]
The second example shown in FIG. 3 uses a slit having the same structure as that of the first example, but the method of attaching the
一対のスリット間の切片にリード線を巻きつける作業に手間が掛かる場合は、一対のスリット22a、22bを設けるだけではなく、一対のスリット22a、22bの一端どうしを繋ぐ第3のスリット22cを設け、3つのスリット22a、22b、22cにより作られる切片22が導線性シート10から上方に引き起こされるようにしてもよい。リード線100は導線性シート10から上方に引き起こされた状態の切片22に対しては容易に巻きつけることができる。これにより、切片22にリード線を巻きつける作業の効率を向上させることができる。他の切片も同様である。リード線の巻き付けが終了すると、切片22はシートと同じ面に戻される。
When it takes time to wind the lead wire around the section between the pair of slits, not only the pair of
第2例も第1例と同様に変形可能である。なお、第1例の変形例のうち、スリットに代えて孔を用いる変形例は、第2例には適用されない。 The second example is also deformable like the first example. In addition, among the modified examples of the first example, the modified example in which a hole is used instead of the slit is not applied to the second example.
[リード線引き出し例3]
上述した第1例、第2例では、導電性シート10に少なくとも2つのスリット又は孔を設けておき、リード線100の先端をスリット又は孔に順次通し、リード線100を導電性シート10の裏面から表面に導き、表面から裏面に導くことにより、リード線100を導電性シート10に取り付ける。このリード線100の先端をスリット又は孔に順次通し、リード線100を導電性シート10の裏面から表面に導き、表面から裏面に導くことは縫製作業と等価の作業である。そのため、導電性シート10にスリット又は孔を設けずに、リード線100で導電性シート10を縫うことによる第3の取り付け例を図4に示す。縫い方は手縫いでもよいし、ミシンを用いてもよい。
[Lead wire lead-out example 3]
In the first and second examples described above, at least two slits or holes are provided in the
図4(a)、(b)に示すセンサ電極は図2(c)、(d)においてスリットの数が増えた場合のセンサ電極と等価である。図4(c)、(d)に示すセンサ電極は図3(c)、(d)においてスリットの数が増えた場合のセンサ電極と等価である。縫製の態様は、単純な縫製に限らず、返し縫い等の複雑な縫製を利用してもよい。後者の場合、リード線100が導電性シート10に対してさらに強固に取り付けられる。この場合、導電性シート10に接触するリード線100の全て又は一部で被覆を取り除いて、リード線100を導電性シート10に広範囲で接着させてもよい。この例では、リード線100の先端を導電性シート10の表面に接着するためのテープ102又は接着剤104が不要となる。
The sensor electrodes shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) are equivalent to the sensor electrodes when the number of slits is increased in FIGS. 2 (c) and 2 (d). The sensor electrodes shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d) are equivalent to the sensor electrodes when the number of slits is increased in FIGS. 3 (c) and 3 (d). The sewing mode is not limited to simple sewing, and complicated sewing such as reverse stitching may be used. In the latter case, the
このように縫製を利用すると、導電性シート10にスリット又は孔を設ける必要がなく、リード線100を簡単に、しかも強固に導電性シート10に取り付けることができる。
When sewing is used in this way, it is not necessary to provide a slit or a hole in the
第3例も第1例と同様に変形可能である。なお、第1例の変形例のうち、スリットに代えて孔を用いる変形例は、第3例には適用されない。 The third example is also deformable like the first example. In addition, among the modified examples of the first example, the modified example in which a hole is used instead of the slit is not applied to the third example.
[リード線引き出し例4]
上述の3例では、リード線100が導電性シート10の表面から裏面に導かれる、又は裏面から表面に導かれることにより、リード線100が導電性シート10の表面及び裏面に取り付けられる。次に、リード線100が導電性シート10の片側の面のみに位置した状態で、導電性シート10に取り付けられる第4例を図5、図6に示す。図5(a)は第3例の電極センサの斜視図、図5(b)は電極センサの断面図である。導電性シート10のx方向の一端部の表面(第2導電性シリコンゴムシート12)に被覆が取り除かれたリード線100のワイヤ122がy方向に沿って配置され、リード線100の位置よりも導電性シート10の先端部が上側に180度折り返される。折り返された先端部と折り返されていない一端部とはリード線100のワイヤ122を挟んだ状態で導電性の接着剤106により接着される。
[Lead wire lead-out example 4]
In the above three examples, the
これにより、折り返された先端部の第2導電性シリコンゴムシート14と折り返されていない導電性シート10の一端部の第2導電性シリコンゴムシート14は、上下からリード線100のワイヤ122を挟んだ状態で、リード線100のワイヤ122に電気的に接続される。なお、接着剤106による接着をさらに確実にするために、折り返された先端部と折り返されていない一端部とをテープ108により接着してもよい。
As a result, the second conductive
図5(a)、(b)の例では、第2導電性シリコンゴムシート14が対向するように導電性シート10の先端部が折り返されているので、センセ電極を生体センサとして使用するために第2導電性シリコンゴムシート14を生体に接触させる場合、センサの接触場所によっては折り返し部の存在が支障を生じる場合がある。これを回避するために、図5(a)、(b)の表裏を反転し、第1導電性シリコンゴムシート12側にリード線100を配置し、第1導電性シリコンゴムシート12が対向するように導電性シート10の先端部を折り返すことが考えられる。しかし、リード線100のワイヤ122は導電性の低い第1導電性シリコンゴムシート12と接続されるので、センシング信号を正確に取り出すことが困難である可能性がある。
In the examples of FIGS. 5A and 5B, the tip of the
このような可能性を低くするため、図5(c)に示すように、導電性シート10のx方向の一端部が下側に90度折り返される(谷折り)。折り返された先端部がさらに先端部の半分の位置で上側に180度折り返され、第2導電性シリコンゴムシート14が対向するようにされる。導電性シート10の先端は折り返されていない導電性シート10の第2導電性シリコンゴムシート14と同じ面とされる。この180度折り返され、対向している第2導電性シリコンゴムシート14によりリード線100のワイヤ122が挟まれ、導電性の接着剤106により接着される。第2導電性シリコンゴムシート14の180度の折り返し構造を保持するために、先端部の第1導電性シリコンゴムシート12と第2導電性シリコンゴムシート14とがテープ108により接着されてもよい。この例では、第2導電性シリコンゴムシート14の表面にはテープ108のみが存在するので、第2導電性シリコンゴムシート14を生体に接触させる場合、支障が生じない。
In order to reduce such a possibility, as shown in FIG. 5C, one end of the
さらに、図6(a)に示すように、図5(a)、(b)の例で折り返し回数を2回以上とすることが考えらえる。導電性シート10は第1導電性シリコンゴムシート12が上側になるように配置される。導電性シート10のx方向の一端部の表面(第1導電性シリコンゴムシート12)にリード線100のワイヤ122がy方向に沿って配置され、リード線100の位置よりも導電性シート10の先端部が上側に180度折り返される。この1回目の折り返しにより、第1導電性シリコンゴムシート12が対向するように導電性シート10の先端部が折り返される。この状態で、導電性シート10の先端部が下側にさらに180度折り返される。この2回目の折り返しにより、第1導電性シリコンゴムシート12と第2導電性シリコンゴムシート14が対向するようになる。折り返し部である導電性シート10の先端部の第2導電性シリコンゴムシート14と、折り返されていない導電性シート10の一端部の第1導電性シリコンゴムシート12とは、リード線100のワイヤ122を挟んだ状態で接着剤106により接着される。
Further, as shown in FIG. 6 (a), it is conceivable that the number of folds is set to 2 or more in the examples of FIGS. 5 (a) and 5 (b). The
これにより、2回折り返された先端部の第2導電性シリコンゴムシート14と折り返されていない導電性シート10の一端部の第1導電性シリコンゴムシート12は、上下からリード線100のワイヤ122を挟んだ状態で、リード線100のワイヤ122に電気的に接続される。なお、接着剤106による接着をさらに確実にするために、折り返された先端部と折り返されていない一端部とをテープ108により接着してもよい。折り返し部は導電性シート10の第1導電性シリコンゴムシート12側であるので、第2導電性シリコンゴムシート14を生体に接触させる際に支障が生じることがない。
As a result, the second conductive
図6(b)は、折り返し回数を3回とする例である。 FIG. 6B is an example in which the number of wrappings is three.
なお、図5(a)、(b)の例でも、折り返し回数を複数とする、すなわちリード線100のワイヤ122を導電性シート10の第2導電性シリコンゴムシート14で巻き込むようにして収納してもよい。
Also in the examples of FIGS. 5A and 5B, the number of times of folding is set to a plurality, that is, the
[リード線引き出し例5]
図7(a)、(b)は圧着端子40を利用してリード線100を導電性シート10に接続したセンサ電極の第5例の断面図である。図7(a)、(b)の例では、圧着端子40の先端が折り返され、導電性シート10の一端が折り返し部に挟まれた状態で、圧着端子40に固定され、その後、導電性シート10の残りの部分が折り返されて電極が構成されている。図7(a)、(b)は圧着端子40に挟まれる際の導電性シート10の表裏が反転しているそれぞれの例を示す。すなわち、図7(a)の例では、圧着端子40の先端の折り返し部で導電性シート10が折り返された時、導電性シート10の第2導電性シリコンゴムシート14が圧着端子40の先端を挟んで対向するように、圧着端子40の先端の折り返し部に導電性シート10が挟まれる。図7(b)の例では、圧着端子40の先端の折り返し部で導電性シート10が折り返された時、導電性シート10の第1導電性シリコンゴムシート12が圧着端子40の先端を挟んで対向するように、圧着端子40の先端の折り返し部に導電性シート10が挟まれる。図7(a)の例では、第2導電性シリコンゴムシート14を人体に接触させる場合、圧着端子40が導電性シート10の第2導電性シリコンゴムシート14と同じ側にあるので、生体センサの接触場所によっては圧着端子40が支障を生じる可能性がある。しかし、図7(b)の例では、第2導電性シリコンゴムシート14を人体に接触させる場合、圧着端子40が支障を生じる可能性が少ない。
[Lead wire lead-out example 5]
7 (a) and 7 (b) are cross-sectional views of a fifth example of a sensor electrode in which a
圧着端子40は図8(a)に示すようにビス等で回路基板等に取り付けられるよう中央に孔44が形成された円形リング状の端子部分42と、端子部分42と一体に形成されたワイヤバレル46と、インシュレータバレル48とからなる。なお、端子部分42の形状は円形リング状に限らず、孔が形成された正方形等の多角形でもよいし、先端が切れているU字あるいはV字状でもよい。なお、端子部分42の孔44は省略してもよい。先端の被覆が取り除かれたリード線100がワイヤバレル46とインシュレータバレル48内に挿入された後、専用の工具によりワイヤバレル46とインシュレータバレル48に圧力が加えられ、ワイヤ122がワイヤバレル46に固着され、リード線100の被覆部がインシュレータバレル48に固着される。なお、インシュレータバレル48は省略してもよい。
As shown in FIG. 8A, the
図8(b)に示すように、この状態の圧着端子40の端子部分42の先端の半円リング部分がリード線100に直交する折り返し線に関して上側(ワイヤバレル46とインシュレータバレル48が設けられている側)に180度折り返される。端子部分42は円形リングなので、折り返しにより、端子部分42の形状は半円リング形状となる。
As shown in FIG. 8B, the semicircular ring portion at the tip of the
図7(a)、(b)にも示すように、端子部分42の先端の半分を折り返す向きは、ワイヤバレル46とインシュレータバレル48が設けられている側に端子部分42の先端の半分が位置するような向きである。しかし、折り返す向きは、図7(a)、(b)の反対に、ワイヤバレル46とインシュレータバレル48が設けられていない側に端子部分42の先端の半分が位置するような向きでもよい。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the direction in which the half of the tip of the
図9(a)に示すように、導電性シート10の一端が、圧着端子40の折り返し部に挟まれる。導電性シート10の他端は圧着端子40に接続されているリード線100に沿った方向に延びている。以下の説明では、折り返し部に挿入される際の導電性シート10の向きは、図7(b)の向きとする。すなわち、図9(a)に示される導電性シート10の面は第1導電性シリコンゴムシート12である。導電性シート10の一端が圧着端子40の折り返し部に挿入された後、折り返し部に圧力が加えられ、導電性シート10の一端が圧着端子40の折り返し部内に固定される。上述したように端子部分42の孔44は省略可能であるが、孔44があると、折り返し部の導電性シート10を固定する力が増加し、導電性シート10が折り返し部から外れにくくなる。
As shown in FIG. 9A, one end of the
この後、図9(b)に示すように、リード線100に沿って延びている導電性シート10の残りの部分がさらに折り返される。図9(b)に示される導電性シート10の面は第2導電性シリコンゴムシート14である。
After this, as shown in FIG. 9B, the remaining portion of the
図9(c)は図9(b)を表裏反転して示すものであり、図9(c)に示される導電性シート10の面は第1導電性シリコンゴムシート12である。折り返し状態を維持するために、折り返し部はテープ52で固定されている。
9 (c) shows FIG. 9 (b) upside down, and the surface of the
このように、圧着端子40で導電性シート10を挟むことにより、リード線100を導電性シート10から引き出すことができる。導電シート10は圧着端子40の端子部分42により平面的に挟まれているので、外力が加わっても、外れにくいとともに、千切れにくい。
By sandwiching the
銀を含む第2導電性シリコンゴムシート12は酸化により特性が劣化する。生体センシングに応用する場合、第2導電性シリコンゴムシート12は汗等により酸化される。これを防ぐために、図10に示すようなケース202内に圧着端子40の端子部分42と導電性シート10を収納してもよい。圧着端子40のワイヤバレル46とインシュレータバレル48はケース202の外にある。ケース202は導電性シート10に密着できる材質で構成される。ケース202は第2導電性シリコンゴムシート14が生体に接触する箇所は開口が設けられているが、それ以外の箇所では、第2導電性シリコンゴムシート12に空気が接触するのを防ぐので、第2導電性シリコンゴムシート12の酸化を防止することができる。図2〜図5に示す電極も同様にケース202内に収納してもよい。
The characteristics of the second conductive
第2導電性シリコンゴムシート12は酸化すると、色が黒ずんでくる。そのため、色の変化により、酸化の進み具合が分かる。酸化が進むと、特性が劣化するので、正しいセンシング信号を得ることができず、センサ電極の交換が必要になることがある。交換時期は第2導電性シリコンゴムシート12の色に基づいて判断することができる。そのため、図10のケース204は着色領域208を備える。着色領域208の色は交換が必要な時期の第2導電性シリコンゴムシート12の色に類似の色とする。これにより、着色領域208の色と第2導電性シリコンゴムシート12の色とを比較することにより、第2導電性シリコンゴムシート12の交代時期を的確に判断することができる。
When the second conductive
[リード線引き出し例6]
図11は圧着端子40を用いる他の例である。この例は、圧着端子40の端子部分42は折り返されず、平面のままである。導電性シート10の第2導電性シリコンゴムシート14が圧着端子40の端子部分42の下面(ワイヤバレル46とインシュレータバレル48が設けられていない面)に図示しないテープ、接着剤等により接続される。この状態の圧着端子40の端子部分42と導電性シート10はケース204内に収納される。ケース202は酸化防止のため導電性シート10への密着性を重視した材料からなるが、ケース204は圧着端子40の端子部分42と導電性シート10との接着状態を維持する目的のため剛性が求められる。これにより、ケース204により、圧着端子40の端子部分42と導電性シート10とが電気的に接続され、リード線100が導電性シート10から引き出される。
[Lead wire lead-out example 6]
FIG. 11 is another example in which the
ケース204もケース202と同様に第2導電性シリコンゴムシート14の交換時期の目安となる色の着色領域208を備えていてもよい。
Like the
[ウェアラブル機器]
図12はセンサ電極の応用例の一例としてのウェアラブル機器を示す。ここでは、ウェアラブル機器はメガネ型ウェアラブル機器212であり、鼻に接するノーズパッドに上述したいずれかの構造のセンサ電極が貼り付けられる。左ノーズパッド214にセンサ電極220a、220bが貼り付けられ、右ノーズパッド216にセンサ電極220c、220dが貼り付けられる。センサ電極220a、220b、220c、220dから引き出されたリード線が左側のテンプル(右側のテンプルでもよい)に設けられたプロセッサ226に接続される。プロセッサ226は、左ノーズパッド214のセンサ電極220a、220bの出力の差分と、右ノーズパッド214のセンサ電極220c、220dの出力の差分と、左右ノーズパッドのセンサ電極220b、220d(あるいは220a、220c)の出力の差分を求め、3つの差分から眼電位を求め、眼動を判断することができる。センサ電極は眼電位に限らず、筋電位、脳波等のセンシングにも応用可能である。
[Wearable device]
FIG. 12 shows a wearable device as an example of an application example of the sensor electrode. Here, the wearable device is a glasses-type
センサ電極の応用例は生体センサに限らず、どのようなセンサにも適用可能である。生体センサに応用する場合でも、ウェアラブル機器に限らず、そのような機器にも適用可能である。 The application example of the sensor electrode is not limited to the biological sensor, and can be applied to any sensor. Even when applied to a biosensor, it can be applied not only to wearable devices but also to such devices.
なお、本発明は上記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、上記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。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. Further, the components of different embodiments may be combined as appropriate.
10…導電性シート、12…第1導電性シリコンゴムシート、14…第1導電性シリコンゴムシート、40…圧着端子、42…端子部分、44…ワイヤバレル、46…インシュレータバレル、100…リード線、202,204…ケース。 10 ... Conductive sheet, 12 ... 1st conductive silicone rubber sheet, 14 ... 1st conductive silicone rubber sheet, 40 ... Crimping terminal, 42 ... Terminal part, 44 ... Wire barrel, 46 ... Insulator barrel, 100 ... Lead wire , 202, 204 ... Case.
Claims (9)
リード線と、
前記リード線を前記導電性シートに電気的に接続する端子部材と、
を具備し、
前記端子部材は、前記リード線のワイヤが挿入される圧着部と、前記圧着部と一体的に形成された平板部と、を具備し、
前記平板部は、第1の部分と、前記第1の部分以外の第2の部分からなり、
前記第1の部分は、前記第1の部分の第1の表面が前記第2の部分の前記第1の表面と向き合うように折り返され、
前記導電性シートの一端部は、折り返された前記第1の部分の前記第1の表面と前記第2の部分の前記第1の表面との間に挟まれた状態で、前記端子部材に接続され、
前記導電性シートの前記一端部以外の部分は、前記第1の部分の第2の表面を覆うように折り返されている電極。 A conductive sheet made by laminating a first conductive silicone rubber sheet containing carbon and a second conductive silicone rubber sheet containing silver,
Lead wire and
A terminal member that electrically connects the lead wire to the conductive sheet,
Equipped with
The terminal member includes a crimping portion into which the wire of the lead wire is inserted and a flat plate portion integrally formed with the crimping portion.
The flat plate portion comprises a first portion and a second portion other than the first portion.
The first portion is folded so that the first surface of the first portion faces the first surface of the second portion.
One end of the conductive sheet is connected to the terminal member in a state of being sandwiched between the first surface of the folded first portion and the first surface of the second portion. Being done
A portion of the conductive sheet other than the one end portion is an electrode that is folded back so as to cover a second surface of the first portion.
前記ケースは前記第2導電性シリコンゴムシートに対向する部分の少なくとも一部は開口されている請求項1又は請求項2記載の電極。 Further provided with a case for accommodating the terminal member and the conductive sheet,
The electrode according to claim 1 or 2, wherein the case has at least a part of a portion facing the second conductive silicon rubber sheet opened.
前記第1部材は、前記第2導電性シリコンゴムシートが皮膚に接触するように前記電極を保持するウェアラブル機器。 The first member for holding the electrode according to any one of claims 1 to 4 is provided.
The first member is a wearable device that holds the electrodes so that the second conductive silicone rubber sheet comes into contact with the skin.
リード線と、
前記リード線を前記導電性シートに電気的に接続する端子部材と、
を具備する電極の製造方法であって、
前記リード線を前記端子部材の圧着部に固定し、
前記圧着部と一体的に形成された前記端子部材の平板部の第1の部分を、前記第1の部分の第1の表面が前記平板部の前記第1の部分以外の第2の部分の前記第1の表面と向き合うように折り返し、
前記導電性シートの一端部を、折り返した前記第1の部分の前記第1の表面と前記第2の部分の前記第1の表面との間に挟むことにより、前記端子部材に接続し、
前記導電性シートの前記一端部以外の部分を、前記第1の部分の第2の表面を覆うように折り返す製造方法。 A conductive sheet made by laminating a first conductive silicone rubber sheet containing carbon and a second conductive silicone rubber sheet containing silver,
Lead wire and
A terminal member that electrically connects the lead wire to the conductive sheet,
It is a manufacturing method of an electrode provided with
Fixing the lead wire to the crimp portion of the terminal member,
The first portion of the flat plate portion of the terminal member integrally formed with the crimping portion, the first surface of the first portion is a second portion of the flat plate portion other than the first portion. Fold it back to face the first surface ,
One end of the conductive sheet is connected to the terminal member by sandwiching it between the first surface of the folded first portion and the first surface of the second portion.
A manufacturing method in which a portion other than the one end portion of the conductive sheet is folded back so as to cover the second surface of the first portion.
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