JP6897800B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に関し、特に、防水性を有する電子機器に関する。

用途によって、電子機器に防水性が要求される場合がある。このような防水性が要求される電子機器では、使用者の操作を受け付ける操作スイッチなどにも防水性が求められる。ここで、例えば特許文献１には、ボタンを水中で操作可能な電子機器が開示されている。

より具体的には、この電子機器は、互いに逆の側を向く第１面および第２面を有する基板本体と、第１面に配置されたドームスイッチと、ドームスイッチを覆う部分を含むように配置された防水シートと、防水シートの少なくとも一部に配置された粘着層とを備える。防水シートは、ドームスイッチを含む水密状の空間が形成されるように、粘着層によって基礎部または他の部材に貼り付けられている。

特開２０１７−１１７５９３号公報

上述した電子機器によれば、ドームスイッチ周辺は水がない空間となっており、ドームスイッチ内に水が浸入するおそれがないので、ボタンを水中で操作することが可能となる。しかしながら、ドームスイッチの周囲に電子部品等が実装されている場合、ドームスイッチが押下される際に、電子部品等にも押圧力がかかるおそれがある。そのため、電子部品等にストレスがかかり、それが繰り返されると、電子部品等の破損や接触不良等の不具合（故障）の原因ともなり得る。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、操作スイッチ及び電子部品等が実装された配線基板が内部に収納された防水性を有する電子機器において、操作スイッチが操作される際に、配線基板に実装された電子部品にかかるストレスを低減することが可能な電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る電子機器は、防水性を有する素材から形成された上外装体と、周縁部が上外装体と密着し、上外装と共に空間を形成する下外装体と、操作スイッチ、及び電子部品が実装され、上記空間内に操作スイッチが上外装体に対向して配置される配線基板と、上外装体と配線基板との間に配設された内張り部材と、配線基板と内張り部材との間に配設された緩衝部材とを備えている。内張り部材は、平面視した場合に操作スイッチが内側に収まる第１の開口部が形成されており、かつ、操作スイッチの操作方向へ湾曲することを特徴とする。

本発明に係る電子機器によれば、防水性を有する素材から形成された上外装体と、下外装体との周縁部が密着され、その内部（上外装体と下外装体とにより画成される密閉空間内）に操作スイッチや電子部品が実装された配線基板が収納されているため、比較的簡易な構造で、防水性を確保することができる。一方、内張り部材が上外装体の裏面に配設されるとともに、緩衝部材が配線基板と内張り部材との間に配設されているため、上外装体の形状を保持して、変形を抑制することができる。また、操作スイッチの操作時には、操作スイッチの操作方向（例えば押下方向）に内張り部材が湾曲することにより使用者のスイッチ操作に伴う押圧力を受け止め、かつ、緩衝部材が圧縮変形することにより、使用者のスイッチ操作に伴う押圧力を吸収することができる。すなわち、電子部品にかかるストレスを低減することができる。さらに、操作スイッチの操作が終わったときには、湾曲していた内張り部材、及び、変形していた緩衝部材が元の形状に戻ることにより、上外装体の外形形状を復元することができる。なお、内張り部材には、平面視において操作スイッチが内側に収まる第１の開口部が形成されているため、上外装体の外側から操作スイッチを指先で容易に操作することができる。その結果、操作スイッチ及び電子部品等が実装された配線基板が内部に収納された防水性を有する電子機器において、操作スイッチが操作される際に、配線基板に実装された電子部品にかかるストレスを低減することが可能となる。

本発明によれば、操作スイッチ及び電子部品等が実装された配線基板が内部に収納された防水性を有する電子機器において、操作スイッチが操作される際に、配線基板に実装された電子部品にかかるストレスを低減することが可能となる。

実施形態に係る深部体温計の外観を示す平面図、及び、底面図である。 実施形態に係る深部体温計の構成を示す断面図である。 実施形態に係る深部体温計を構成する下外装体を示す平面図である。 実施形態に係る深部体温計を構成する熱抵抗体層を示す平面図である。 実施形態に係る深部体温計を構成する配線基板を示す平面図、及び、底面図である。 実施形態に係る深部体温計を構成するフレキシブル基板を示す平面図である。 実施形態に係る深部体温計を構成する貼付部材を示す平面図、及び、分解図である。 実施形態に係る深部体温計の組立て方法を説明するための図（その１）である。 実施形態に係る深部体温計の組立て方法を説明するための図（その２）である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。なお、ここでは、本発明に係る電子機器として非加熱型の深部体温計（以下、単に「深部体温計」という）を例にして説明する。

まず、図１〜図７を併せて用いて、実施形態に係る深部体温計１の構成について説明する。図１は、深部体温計１の外観を示す平面図、及び、底面図である。図２は、深部体温計１の構成を示す断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図）である。図３は、深部体温計１を構成する下外装体２０を示す平面図である。図４は、深部体温計１を構成する熱抵抗体層３０を示す平面図である。図５は、深部体温計１を構成する配線基板４０を示す平面図、及び、底面図である。図６は、深部体温計１を構成するフレキシブル基板５０を示す平面図である。図７は、深部体温計１を構成する貼付部材６０を示す平面図、及び、分解図である。

深部体温計１は、第１温度センサ７０１と第２温度センサ７０２により検出された温度の差、及び、第３温度センサ７０３と第４温度センサ７０４により検出された温度の差に基づいて、測定対象者の深部からの熱流量を求め、深部体温を取得する非加熱型の深部体温計である。また、深部体温計１は、測定対象者の体表面に貼り付けて、連続的に体温を測定して体温データを取得する貼付型の深部体温計である。特に、深部体温計１は、電源スイッチ４０６及び電子部品等が実装された配線基板４０が内部に収納された防水性を有する深部体温計であって、電源スイッチ４０６が操作される際に、配線基板４０に実装された電子部品にかかるストレスを低減することができる深部体温計である。

深部体温計１は、主として、上外装体１０、下外装体２０、体温測定部１５、内張り部材８０、緩衝部材９０、及び、貼付部材６０を備えて構成されている。また、体温測定部１５は、主として、熱抵抗体層３０、第２温度センサ７０２、第４温度センサ７０４が実装された配線基板４０、第１温度センサ７０１、第３温度センサ７０３が実装されたフレキシブル基板５０を有して構成されている。以下、各構成要素について詳細に説明する。

上外装体１０は、例えば、防水性及び保温性を有する独立気泡又は半独立気泡の発泡素材から形成される。上外装体１０は、外気温の急激な変動により体温測定部１５の温度が局所的に変化することを防ぐために、熱伝導率の低い発泡素材を用いることが好ましい。なお、素材としては、例えば、ポリウレタンや、ポリスチレン、ポリオレフィン等が好適に用いられる。また、上外装体１０の加工方法としては、例えば、真空成形が好適に用いられる。上外装体１０は、体温測定部１５（熱抵抗体層３０、配線基板４０、フレキシブル基板５０など）を収納できるように、断面が略ハット状に形成されている。そのため、発泡素材によって熱抵抗体層３０の側面が覆われ、熱抵抗体層３０の側面が外気に曝されることが防止される。

下外装体２０は、例えば、防水性を有し、かつ、上外装体１０よりも熱伝導率が高い非発泡性樹脂フィルムから形成される。素材としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミドなどが挙げられ、特に、ポリエチレンテレフタラートが好適に用いられる。下外装体２０は、第１温度センサ７０１、第３温度センサ７０３が取り付けられたフレキシブル基板５０（体温測定部１５）を密着して固定できるように、平面状に形成されている。なお、体温測定部１５と下外装体２０との間に隙間ができると熱抵抗が変わり、熱流束に影響するため、体温測定部１５と下外装体２０とは、両面テープで貼り合わせる方法や、接着剤で固定する方法などにより、密着して固定することが好ましい。上外装体１０と下外装体２０のサイズ（外形寸法）は、同一又は略同一となるように形成されており、例えば、縦４０〜１００ｍｍ、横２０〜６０ｍｍ程度の大きさに形成される。

そして、断面が略ハット状に形成された上外装体１０の周縁部と、平面状に形成された下外装体２０の周縁部とは、例えば、両面テープでの貼り合わせ、接着剤での固定、又は、ヒートシールなどによって、密着して固定される。なお、防水性能を実現するため、上外装体１０と下外装体２０を密着固定する部分は、平坦で、しわがよりにくい構造であることが望ましい。すなわち、下外装体２０の外縁部が平坦で、対向する上外装体１０の外縁部も平坦であり、それらを貼り合わせて密着固定することが好ましい。このようにすれば、密着固定部に均一に力がかかるため、しわがよるなどの防水性能に悪影響を及ぼす問題が発生しにくくなる。

体温測定部１５は、図２に示されるように、下外装体２０側から順に、フレキシブル基板５０、熱抵抗体層３０、配線基板４０の順に積層されて構成される。

熱抵抗体層３０は、２つの熱流束を形成するために、熱抵抗値が異なる２つの熱抵抗体、すなわち、第１熱抵抗体３０１、及び、第２熱抵抗体３０２を有している（図４参照）。第１熱抵抗体３０１には、第２熱抵抗体３０２よりも熱伝導率が高い（熱抵抗値が低い）素材、例えば、ポリプロピレンやポリエチレン、アクリルやポリカーボネート、エポキシ樹脂等のプラスチック類が好適に用いられる。第２熱抵抗体３０２には、第１熱抵抗体３０１よりも熱伝導率が低い（熱抵抗値が高い）素材、例えば、ポリウレタンやポリスチレン、ポリオレフィン等の発泡プラスチック（フォーム材）が好適に用いられる。ただし、発泡状でないプラスチックやゴムなども用いることができる。なお、ここで、銅やアルミなどの金属の熱伝導率が１００［Ｗ／ｍ／Ｋ］以上であるのに対し、ポリプロピレンやポリエチレン、アクリルやポリカーボネート、エポキシ樹脂等のプラスチック類の熱伝導率は、約０．１〜０．５［Ｗ／ｍ／Ｋ］程度であり、３桁程小さい。発泡プラスチックの熱伝導率はさらに１桁近く小さい。空気の熱伝導率はさらに小さく０．０２４［Ｗ／ｍ／Ｋ］である。第１熱抵抗体３０１と、第２熱抵抗体３０２とは、配線基板４０やフレキシブル基板５０と積層可能とすることによる低コスト化を図るため、厚みが略同一となるように形成されている。

熱抵抗体層３０を構成する第１熱抵抗体３０１には、厚さ方向に貫通する第１貫通孔３０１ａが形成されている。同様に、熱抵抗体層３０を構成する第２熱抵抗体３０２には、厚さ方向に貫通する第２貫通孔３０２ａが形成されている。第１貫通孔３０１ａは、平面視した場合に、第１温度センサ７０１、第２温度センサ７０２が内側に納まるように形成されている。すなわち、第１貫通孔３０１ａの内部（内側）には、対となる第１温度センサ７０１と第２温度センサ７０２とが第１熱抵抗体３０１の厚さ方向に沿って配置される。同様に、第２貫通孔３０２ａは、平面視した場合に、第３温度センサ７０３、第４温度センサ７０４が内側に納まるように形成されている。すなわち、第２貫通孔３０２ａの内部（内側）には、対となる第３温度センサ７０３と第４温度センサ７０４とが第２熱抵抗体３０２の厚さ方向に沿って配置される。

ここで、第１温度センサ７０１〜第４温度センサ７０４（以下、総括的に、「温度センサ（請求の範囲に記載の生体センサに相当）７０」ということもある）としては、例えば、温度によって抵抗値が変化するサーミスタや測温抵抗体などが好適に用いられる。なお、温度センサ７０は、応答性を高める観点から、できるだけ熱容量が小さいことが好ましい。よって、温度センサ７０としては例えばチップサーミスタが好適に用いられる。第１温度センサ７０１〜第４温度センサ７０４それぞれは、プリント配線を介して、後述する処理回路と電気的に接続されており、温度に応じた電気信号が処理回路で読み込まれる。

ところで、熱流式の深部体温計１のサイズを小さくするためには、熱抵抗体層３０を小さくすることが重要になるが、熱抵抗体層３０を小さくすると、対となる温度センサ７０の出力値の差が小さくなるため、測定誤差が大きくなるおそれがある。ここで、温度センサ７０は略直方体であり厚さがあるため、熱抵抗体層３０が薄くなるとその厚さを無視できなくなる。温度センサ７０が熱抵抗体層３０の側面に接触していると、その接触箇所から熱が伝達されるため、温度センサ７０の温度が熱抵抗体層３０の表面温度からずれた温度になるおそれがある。この影響を低減するため、温度センサ７０周囲の熱抵抗体層３０に貫通孔３０１ａ，３０２ａを形成し、温度センサ７０が熱抵抗体層３０の側面に接触しない構造とした。

配線基板４０は、例えば、ガラスエポキシ基板のようなリジッド基板である。配線基板４０には、第１温度センサ７０１〜第４温度センサ７０４それぞれの出力信号を処理して深部体温データを取得する処理回路が実装されている。また、配線基板４０には、取得した深部体温データを送信する無線通信部４０３、及び、処理回路や無線通信部４０３に電力を供給するコイン電池４０４が実装されている。処理回路は、主として、温度入力回路と、演算処理回路とを有している。温度入力回路は、温度センサ７０の検出信号を読み込むため、例えば、オペアンプなどの増幅器やアナログ／デジタル・コンバータなど（請求の範囲に記載の電子部品に相当）を含んで構成されている。温度入力回路は、各温度センサ７０から出力されたアナログ信号を増幅して、デジタル信号に変換し、演算処理回路に出力する。

演算処理回路は、読み込まれた測定（温度）データから深部体温を算出する。演算処理回路は、例えば、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）や、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等（請求の範囲に記載の電子部品に相当）により構成され、温度入力回路を介して読み込まれた各温度センサ７０の検出値に基づいて深部体温を算出する。また、演算処理回路は、算出した深部体温データをＲＡＭなどのメモリに記憶させる。さらに、演算処理回路は、算出した深部体温データを無線通信部４０３に出力することにより、外部機器に無線で出力する。

なお、ここで、演算処理回路では、２つの熱抵抗の異なる熱抵抗体３０１，３０２を用いて形成される２つの熱流束の差によって生じる熱抵抗体３０１，３０２の表裏の温度差に基づいて深部体温を演算（推定）する。より具体的には、演算処理回路では、例えば、次式（１）に基づいて、深部体温Ｔｂを算出する。
Ｔｂ＝｛Ｔ１（Ｔ３−Ｔ４）＊Ｒａ１−Ｔ３（Ｔ１−Ｔ２）＊Ｒａ２｝／｛（Ｔ３−Ｔ４）＊Ｒａ１−（Ｔ１−Ｔ２）＊Ｒａ２｝ ・・・（１）
なお、Ｔｂは深部体温を、Ｔ１は第１温度センサ７０１により検出された温度を、Ｔ２は第２温度センサ７０２により検出された温度を、Ｒａ１は第１熱抵抗体３０１の熱抵抗値をそれぞれ示している。また、Ｔ３は第３温度センサ７０３により検出された温度を、Ｔ４は第４温度センサ７０４により検出された温度を、Ｒａ２は第２熱抵抗体３０２の熱抵抗値をそれぞれ示している。
ここで、Ｒａ１及びＲａ２は既知であるため、４つの温度（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）を検出することによって、一義的に深部体温Ｔｂを求めることができる。

配線基板４０の下面には、第１熱抵抗体３０１の上面（外気側）の温度を取得する第２温度センサ７０２、第２熱抵抗体３０２の上面（外気側）の温度を検出する第４温度センサ７０４が実装されている。より詳細には、配線基板４０の下面には、周辺の温度分布を均一化する熱均一化パターン４０１，４０２が形成されており、第２温度センサ７０２の一方の電極が熱均一化パターン４０１に接続され、第４温度センサ７０４の一方の電極が熱均一化パターン４０２に接続されている。熱均一化パターン４０１，４０２は、例えば、金属膜のような熱伝導率が高い材料で形成される。

また、外気温などの影響によって配線基板４０の一部の温度のみが変化してしまうことを防止するため、第２温度センサ７０２、第４温度センサ７０４が実装されている配線層の背面側（外気側）に、外気温の温度分布の影響を熱的に均一化する熱伝導率の高い均一化部材を設けることが好ましい。ここで、均一化部材としては、金属箔や金属薄板などを使用してもよいが、配線基板４０に形成される配線層と同様に、配線基板４０の内層の配線パターンとして形成することが望ましい。その場合、均一化部材として使用する内層の配線パターンはグランドパターンでもよいが、電気回路とは接続されておらず電流が流れない独立パターンであることが好ましい。

無線通信部４０３は、取得された深部体温データを外部の管理機器や情報端末（例えばスマートフォン等）に送信する。ここで、無線通信部４０３は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを用いて、外部の管理機器や情報端末に深部体温データを送信する。薄型のコイン電池４０４は、上述した処理回路の電子部品及び無線通信部４０３などに電力を供給する。コイン電池４０４は、配線基板４０に実装された（取り付けられた）電池ホルダ９５に収納されている。電池ホルダ９５は、配線基板４０と内張り部材８０との間に配設され、請求の範囲に記載のスペーサ部材として機能する。すなわち、電池ホルダ９５は、内張り部材８０を支持するスペーサ部材を兼ねている。なお、体温測定部１５の測定対象者への貼り付け面積を小さくするために、また、外気温の変化や無線通信部４０３の動作に伴う発熱の影響を防止するために、無線通信部４０３、及び、コイン電池４０４（電池ホルダ９５）は、配線基板４０を挟んで、温度センサ７０と反対側（上面側）に配設される。

配線基板４０の上面には、上外装体１０を介して測定対象者による電源のオン／オフ操作を受け付ける電源スイッチ４０６（請求の範囲に記載の操作スイッチに相当）が実装されている。配線基板４０は、電源スイッチ４０６が上外装体１０の裏面（背面）と対向するように、上外装体１０と下外装体２０とにより画成される密閉空間内に収納される。電源スイッチ４０６としては、例えば、押しボタンスイッチやロッカースイッチなどが好適に用いられる。なお、押しボタンスイッチの場合には、指先を離してもオン状態を保持するオルタネイト動作のものが好ましい。また、電源スイッチ４０６としては、表面実装タイプのものが好ましいが、リードタイプのものを用いてもよい。

ここで、誤って電源スイッチ４０６が押下されて電源がオン／オフされてしまうことを防止するために、また、電源スイッチ４０６が上外装体１０を押し上げないようにするために、電源スイッチ４０６は、上外装体１０と接触しないように配設されている。より具体的には、電源スイッチ４０６のボタン上面と上外装体１０の裏面との間隔は、例えば、０〜４ｍｍの範囲に設定されることが好ましく、０．５〜１．５ｍｍの範囲に設定されることがより好ましい。また、電源スイッチ４０６のストロークは、例えば、０．１〜１ｍｍの範囲に設定されることが好ましく、０．１〜０．３ｍｍの範囲に設定されることがより好ましい。

また、配線基板４０の上面には、使用者による操作や体温の測定状態（例えば、電源スイッチ４０６のオン／オフ、測定開始／終了等）に応じて点灯又は点滅するＬＥＤ４０５が実装されている。なお、ＬＥＤに代えて、例えば、ＶＣＳＥＬ等を用いてもよい。さらに、配線基板４０の下面側にはフレキシブル基板５０を電気的に接続するためのＦＰＣコネクタ４０７が取り付けられている。

フレキシブル基板５０は、例えば、ポリイミドやポリエステルなどから形成されており、可撓性を有する。フレキシブル基板５０には、第１熱抵抗体３０１の皮膚側の温度を取得する第１温度センサ７０１、第２熱抵抗体３０２の皮膚側の温度を取得する第３温度センサ７０３が実装されている。より詳細には、図６に示されるように、フレキシブル基板５０には、周辺の温度分布を均一化するために、熱均一化パターン５０１，５０２が形成されており、第１温度センサ７０１の一方の端子が熱均一化パターン５０１に接続され、第３温度センサ７０３の一方の端子が熱均一化パターン５０２に接続されている。熱均一化パターン５０１，５０２は、例えば、金属膜のような熱伝導率が高い材料で形成されている。第１温度センサ７０１、第３温度センサ７０３それぞれは、配線パターン５３及び、上記ＦＰＣコネクタ４０７を介して、配線基板４０（処理回路）に接続されており、温度に応じた電気信号が処理回路で読み込まれる。なお、上述したように、下外装体２０、フレキシブル基板５０、熱抵抗体層３０、及び、配線基板４０は、熱流束を形成するため、間に隙間が生じないように、例えば、両面テープなどで密着して固定される。

上外装体１０の裏面、すなわち、上外装体１０と緩衝部材９０、電池ホルダ（スペーサ部材）９５との間には、後述する緩衝部材９０よりも薄い薄板状に形成された内張り部材８０が配設されている。内張り部材８０は、上外装体１０のシワを抑制するために、一方の面が、例えば両面テープなどによって上外装体１０の裏面（背面）に貼り付けて取り付けられている。内張り部材８０は、例えば、可撓性を有するＰＥＴ等の樹脂材料により、電源スイッチ４０６の操作方向に湾曲可能に形成されている。なお、内張り部材８０は、金属薄板等から形成されていてもよい。ここで、内張り部材８０としては、ＰＥＴを用いることが好ましいが、ＰＥＴ以外に、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリル、ポリプロピレン、エポキシなどのプラスチック、ＳＵＳ、アルミなどの金属板などを用いることもできる。ただし、強度のある薄板であることが要求される。

内張り部材８０には、平面視した場合に電源スイッチ４０６が内側に収まる貫通孔８０ａ（請求の範囲に記載の開口部に相当）が厚み方向に形成されている。なお、貫通孔８０ａは、孔の周囲が完全に閉じられていてもよいし、完全には閉じられていなくてもよい。内張り部材８０の貫通孔８０ａは、指先がすべて入ってしまわないように指先の幅よりも小さく、かつ、電源スイッチ４０６を押せるように指先の腹が入る程度の大きさに形成されている。より具体的には、指先の幅は個人差があるため、貫通孔８０ａの開口の最大幅は、例えば、１０〜２０ｍｍの範囲に設定することが好ましく、１３〜１６ｍｍの範囲に設定することがより好ましい。なお、上外装体１０の厚みが厚い場合（例えば２ｍｍ以上の場合）、上外装体１０の厚さに応じて貫通孔８０ａの内径を大きくすることが好ましい。

配線基板４０の上面と内張り部材８０との間には、緩衝性を有し、板状に形成された緩衝部材９０が配設されている。緩衝部材９０は、配線基板４０に実装された電源スイッチ４０６の配線基板４０の実装面からの高さ、及び、電子部品の配線基板４０の実装面からの高さよりも厚く形成されている。緩衝部材９０は、例えば両面テープなどによって内張り部材８０の他方の面に貼り付けて取り付けられている。ここで、緩衝部材９０としては、発泡材、発泡プラスチックを用いることができる。より具体的には、緩衝部材９０として、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合）、フェノール、ＰＥＴ等を用いることができる。特に、緩衝部材９０としては、ポリウレタンを用いることが好ましい。緩衝部材９０は、配線基板４０に実装された電子部品に衝撃が加わって壊れたり取れたりしないように、内張り部材８０よりも軟らかいものを選択することが望ましい。また、緩衝部材９０は、配線基板４０に実装されている電子部品より十分に（２倍以上）厚くすることが好ましい。

緩衝部材９０には、平面視した場合に電源スイッチ４０６が内側に収まる貫通孔（請求の範囲に記載の第２の開口部に相当）９０ａが厚み方向に形成されている。緩衝部材９０に形成された貫通孔９０ａは、平面視した場合に内張り部材８０に形成された貫通孔８０ａの内側に収まるように形成されて配設されている。すなわち、緩衝部材９０の貫通孔９０ａは、内張り部材８０の貫通孔８０ａよりも小さく形成されている。また、緩衝部材９０に形成された貫通孔９０ａ、及び、内張り部材８０に形成された貫通孔８０ａそれぞれは、円形または略円形（例えば楕円形等も含む）に形成されており、かつ、それぞれの開口の最大幅が、指先の幅よりも小さく形成されている。より具体的には、緩衝部材９０の貫通孔９０ａの最大幅は、例えば、８〜１８ｍｍの範囲に設定されることが好ましく、１１〜１４ｍｍの範囲に設定されることがより好ましい。なお、上外装体１０が厚い（例えば厚さ２ｍｍ以上）場合には、その厚さに応じて貫通孔９０ａの内径を大きくすることが好ましい。

貼付部材６０は、図７に示されるように、下外装体２０の外側の面に貼り付けられる第１接着層６０１、該第１接着層６０１に貼り付けられる通気性を有する通気層６０３（すなわち、水分を通す水分透過層）、及び、該通気層６０３に貼り付けられる第２接着層６０２を有して構成される。ところで、深部体温計１を皮膚に貼り付けて使用する場合、汗が皮膚と深部体温計１との間に長時間たまったままになると、皮膚が炎症を起こすおそれがあるが、貼付部材６０に水分を通す通気層６０３を設けることで、汗等での蒸れを抑制する。通気層６０３としては、例えば、不織布を好適に用いることができる。なお、不織布に代えて、織物や編物の布を用いてもよい。また、紙や、木材、スポンジ／連続気泡の発泡材料などを用いてもよいし、体温測定部１５の中央から周縁に向かう溝や孔が形成されたプラスチックやゴム、金属の構造体を用いてもよい。

通気層６０３は空気を内部に含むため、通常、熱伝導率が低くなる。そのため、通気層６０３が皮膚との間にあると体温測定精度に影響する。そこで安定して体温を測定するために、皮膚の温度を測定する第１温度センサ７０１、第３温度センサ７０３、及び、これらに接続された熱均一化パターン５０１，５０２と重なる領域には、通気層６０３を配置しないようにする。

ここで、通気層６０３に不織布を用いた場合を例にして説明する。図７に示されるように、不織布の両面には、生体適合性のある両面テープ（第１接着層６０１、第２接着層６０２）が貼り付けられる。通気層６０３及び第２接着層６０２には、平面視した場合に、第１温度センサ７０１、第３温度センサ７０３が内側に納まる貫通孔６０ａ，６０ｂが、厚み方向に形成されている。ここで、下外装体２０に貼り付けられる両面テープ（第１接着層６０１）には貫通孔を形成しないことが好ましい。なぜならば、貫通孔が形成されていると、第１接着層６０１の面積が減少するため、下外装体２０と皮膚との接触面積が減少し、皮膚に密着しにくくなり、測定精度が低下するおそれが生じるためである。

また、通常、両面テープ（第２接着層６０２）は、不織布よりも水分透過性が悪いため、少なくとも第２接着層６０２には、厚み方向に形成された複数（図７の例では７個）の貫通孔６０ｃを形成することが好ましい。その場合、例えば、直径１〜１０ｍｍ程度の貫通孔６０ｃを２〜２０ｍｍ程度の間隔で配置することが好ましい。なお、貫通孔６０ｃに代えて、例えば、交差部を有する切り込みを形成してもよい。その場合、長さ１〜１０ｍｍ程度の切り込みを交差させたものを２〜２０ｍｍ程度の間隔で配置することが好ましい。

次に、図８及び図９を併せて参照しつつ、深部体温計１の組立て方法（製造方法）について説明する。図８は、深部体温計１の組立て方法を説明するための図（その１）である。図９は、深部体温計１の組立て方法を説明するための図（その２）である。

深部体温計１は、例えば、次の（１）〜（６）の工程で組み立てられる。
（１）配線基板４０の裏面に熱抵抗体層３０（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）の一方の面が両面テープで密着固定される。
（２）フレキシブル基板５０が、配線基板４０のＦＰＣコネクタ４０７に接続された後、熱抵抗体層３０の他方の面に両面テープで密着固定される。
（３）コイン電池４０４が配線基板４０に装着される。
（４）体温測定部１５のフレキシブル基板５０側が下外装体２０の中央部分に両面テープで密着固定される。
（５）内張り部材８０の一方の面が上外装体１０の裏面に両面テープで貼り付けられ、該内張り部材８０の他方の面に緩衝部材９０が両面テープで貼り付けられる。
（６）内張り部材８０と緩衝部材９０が貼り付けられた上外装体１０の周縁部と、体温測定部１５が固定された下外装体２０の周縁部とが両面テープで密着固定される。
（７）貼付部材６０が下外装体２０の底面に貼り付けられる。以上のようにして、深部体温計１が組み立てられる。なお、本実施形態では、第１温度センサ７０１及び第３温度センサ７０３が、下外装体２０の中心から対称な位置に配置されていないため、貼付部材６０の貼付方向を示すための印２０ａを下外装体２０に付けた。第１温度センサ７０１及び第３温度センサ７０３を下外装体２０の中心から対称な位置に配置して、貼付部材６０の貼付方向を示す印２０ａをなくしてもよい。

上述したように組み立てられた深部体温計１を使用する際には、まず、貼付部材６０の第２接着層６０２に付着しているセパレータを剥がす。セパレータは深部体温計１を使用する前において第２接着層６０２が測定対象者以外に接着することを防止する。次に、上外装体１０の外側から電源スイッチ４０６を押して電源をオンにした後、測定対象者の測定部位に貼り付ける。なお、測定中に誤って電源スイッチ４０６を押してしまうことがあり得るため、電源のオン・オフは、例えば、数秒以上の長押しや複数回の押しこみによって操作を受け付けるようにすることが好ましい。操作を受け付けた際には、ＬＥＤ４０５が所定の発光パターンで発光し、操作が受け付けられたことを使用者に知らせる。電源がオンになると深部体温測定と測定データのメモリへの保存、及び、無線によるデータ出力が開始される。なお、測定部位としては、深部体温を測定する場合には、胸部、腋下、背中、腰部、頸部、後頭部、額が好ましいが、体温変動を測定する場合であれば、腹部、脇腹、大腿、足首、腕、手首等でもよい。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、独立気泡又は防水性を有する半独立気泡の発泡素材から形成された上外装体１０と、非発泡性樹脂フィルムから形成された下外装体２０との周縁部が密着され、その内部空間に電源スイッチ４０６や電子部品が実装された配線基板４０が収納されているため、比較的簡易な構造で、防水性を発揮することができる。一方、薄板状に形成された内張り部材８０が上外装体１０の裏面に配設されるとともに、緩衝性を有する緩衝部材９０が配線基板４０と内張り部材８０との間に配設されているため、独立気泡又は半独立気泡の発泡素材から形成された柔軟性を有する上外装体１０の形状を保持して、変形を抑制することができる。また、電源スイッチ４０６の操作時には、電源スイッチ４０６の操作方向へ内張り部材８０が湾曲することにより、測定対象者のスイッチ操作に伴う押圧力を受け止め、かつ、緩衝性を有する緩衝部材９０が圧縮変形することにより、測定対象者のスイッチ操作に伴う押圧力を吸収することができる。すなわち、電子部品にかかるストレスを低減することができる。さらに、電源スイッチ４０６の操作が終わったときには、湾曲していた内張り部材８０、及び、変形していた緩衝部材９０が元の形状に戻ることにより、上外装体１０の外形形状を復元することができる。なお、内張り部材８０には、平面視において電源スイッチ４０６が内側に収まる貫通孔８０ａが厚み方向に形成されているため、上外装体１０の外側から電源スイッチ４０６を指先で容易に操作することができる。その結果、電源スイッチ４０６及び電子部品等が実装された配線基板４０が内部に収納された防水性を有する深部体温計１において、電源スイッチ４０６が操作される際に、配線基板４０に実装された電子部品にかかるストレスを低減することが可能となる。

本実施形態によれば、緩衝部材９０が、板状に形成されるとともに、平面視において、電源スイッチ４０６が内側に収まる貫通孔８０ａが厚み方向に形成されているため、電源スイッチ４０６の操作がし易くなる。また、使用者に対して電源スイッチ４０６の操作感をよりダイレクトに与えることができる。

本実施形態によれば、平面視において、緩衝部材９０に形成された貫通孔９０ａが、内張り部材８０に形成された貫通孔８０ａの内側に収まるように形成されて配設されている。そのため、緩衝部材９０によって内張り部材８０及び上外装体１０を支持することができる。また、測定対象者のスイッチ操作等に伴い上外装体１０にかかる押圧力を、内張り部材８０と緩衝部材９０とによって分散することができる。

本実施形態によれば、緩衝部材９０に形成された貫通孔９０ａ、及び、内張り部材８０に形成された貫通孔８０ａそれぞれが、略円形に形成されており、かつ、それぞれの内径が、指先の外径よりも小さく形成されているため、電源スイッチ４０６を操作する際に、電源スイッチ４０６の操作性を損なうことなく、指先が貫通孔８０ａ，９０ａの中に入り込んでしまうこと、すなわち電子部品に押圧力を与えることを防止することできる。

本実施形態によれば、内張り部材８０の一方の面が上外装体１０の裏面に貼り付けて取り付けられているため、上外装体１０にしわが寄り難くなり、上外装体１０の表面に張りを持たせることができる。

本実施形態によれば、緩衝部材９０が内張り部材８０の他方の面に貼り付けて取り付けられているため、緩衝部材９０がずれることを防止できる。また、緩衝部材９０が内張り部材８０側に貼り付けられているため、配線基板４０との分離が容易となる。

本実施形態によれば、電源スイッチ４０６が上外装体１０の裏面と接しないようにされているため、電源スイッチ４０６が誤って押されてしまうことを防止することができる。

本実施形態によれば、緩衝部材９０が、配線基板４０に実装された電子部品の配線基板４０の実装面からの高さよりも厚く形成されているため、電子部品が内張り部材８０と直接接触することが防止されるとともに、スイッチ操作に伴う押圧力を圧縮変形することによって吸収することにより、電子部品にかかるストレスを低減することができる。

本実施形態によれば、配線基板４０と内張り部材８０との間に電池ホルダ９５が配設されているため、緩衝部材９０に加えて、電池ホルダ９５で内張り部材８０を支持することができる。すなわち、電池ホルダ９５をスペーサ部材として用いること（兼ねること）ができる。

本実施形態によれば、取得された深部体温データを外部機器に送信する無線通信部４０３を備えている。よって、外部機器と接続するためのケーブルが不要となるため、ケーブル取り出し部の防水処理が不要となる。そのため、比較的簡易な構造で、より防水性を高めることができる。また、ケーブルがなくなることにより、測定対象者の行動が阻害されにくくなるため、長時間連続して体温等を測定することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を２熱流束型の深部体温計に適用した場合を例にして説明したが、本発明は、１熱流束型の深部体温計に適用してもよい。また、深部体温計以外の体温計に適用することもできる。さらに、本発明は、例えば、心電計、及び、呼吸や脈拍を測定する電子機器などにも適用することができる。

上述した熱抵抗体層３０、配線基板４０、フレキシブル基板５０、内張り部材８０、緩衝部材９０それぞれの形状や、大きさ、配置、及び、第１温度センサ７０１〜第４温度センサ７０４の配置等は、上記実施形態に限られることなく、例えば、精度等の要件にしたがって任意に設定することができる。例えば、内張り部材８０をトレー形状に形成し、上外装体１０の内側面に回り込むように貼り付ける構成としてもよい。また、緩衝部材９０の貫通孔９０ａは必須ではなく、形成されていなくてもよい。

１ 深部体温計
１０ 上外装体
１５ 体温測定部
２０ 下外装体
３０ 熱抵抗体層
３０１ 第１熱抵抗体
３０２ 第２熱抵抗体
３０１ａ，３０２ａ 貫通孔
４０ 配線基板
４０１，４０２ 熱均一化パターン
４０３ 無線通信部
４０４ コイン電池
４０５ ＬＥＤ
４０６ 電源スイッチ（操作スイッチ）
４０７ ＦＰＣコネクタ
５０ フレキシブル基板
５０１，５０２ 熱均一化パターン
６０ 貼付部材
６０１ 第１接着層
６０２ 第２接着層
６０３ 通気層
６０ａ，６０ｂ 貫通孔
７０１，７０２，７０３，７０４ 温度センサ
８０ 内張り部材
８０ａ 貫通孔（第１の開口部）
９０ 緩衝部材
９０ａ 貫通孔（第２の開口部）
９５ 電池ホルダ（スペーサ部材）

Claims (14)

1. 防水性を有する素材から形成された上外装体と、
   周縁部が前記上外装体と密着し、前記上外装と共に空間を形成する下外装体と、
   操作スイッチ、及び電子部品が実装され、前記空間内に前記操作スイッチが前記上外装体に対向して配置される配線基板と、
   前記上外装体と前記配線基板との間に配設された内張り部材と、
   前記配線基板と前記内張り部材との間に配設された緩衝部材と、を備えることを特徴とする電子機器。
2. 前記内張り部材は、平面視した場合に前記操作スイッチが内側に収まる第１の開口部が形成されており、かつ、前記操作スイッチの操作方向へ湾曲することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記緩衝部材は、板状に形成され、平面視した場合に前記操作スイッチが内側に収まる第２の開口部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記緩衝部材に形成された第２の開口部は、平面視した場合に前記内張り部材に形成された第１の開口部の内側に収まるように形成されて配設されていることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 前記緩衝部材に形成された第２の開口部、及び、前記内張り部材に形成された第１の開口部それぞれは、円形または略円形に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
6. 前記内張り部材は、一方の面が前記上外装体の前記空間に面する一方の面に貼り付けて取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子機器。
7. 前記緩衝部材は、前記内張り部材の他方の面に貼り付けて取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
8. 前記操作スイッチは、前記上外装体の前記空間に面する一方の面と接しないように配設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子機器。
9. 前記緩衝部材は、前記配線基板に実装された前記電子部品の前記配線基板の実装面からの高さよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子機器。
10. 前記配線基板と前記内張り部材との間に配設されたスペーサ部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子機器。
11. 前記スペーサ部材は、前記電子部品に電力を供給する電池を収納する電池ホルダであることを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
12. 一方の面が前記下外装体の外側の面に貼り付けられ、他方の面が、当該電子機器を使用する際に、生体の体表面に貼り付けられる貼付部材と、
    前記生体から生体信号を検出する生体センサと、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電子機器。
13. 前記生体センサは、生体の体温を検出する温度センサであることを特徴とする請求項１２に記載の電子機器。
14. 前記生体センサにより取得された生体情報を外部機器に送信する無線通信手段をさらに備えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の電子機器。

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