JP6963326B2 - テキスタイル用伸縮性配線テープ、及びウェアラブルデバイス、及び配線付きテキスタイルの製造方法 - Google Patents

テキスタイル用伸縮性配線テープ、及びウェアラブルデバイス、及び配線付きテキスタイルの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、テキスタイル用伸縮性配線テープ、及びウェアラブルデバイス、及び配線付きテキスタイルの製造方法に関する。
近年、伸縮性配線とセンサからなる衣服型ウェアラブルデバイスの研究・開発が進められている。この衣服型ウェアラブルデバイスは、一例として、伸縮性配線が衣服素材に形成されてセンサ、生体用電極、アクチュエータやコントローラと接続され、これにより着用者の動きや脈拍等の生体情報を得たり、着用者に振動等によるフィードバックを与えたりすることができるものである。
このような伸縮性配線を衣服素材に形成する方法として、伸縮性配線材料を衣服素材に直接縫いこむ方法や（特許文献１参照）、伸縮性が付与できる構造で導電性線材を編みこむ方法（特許文献２参照）が提案されている。伸縮性配線は、伸縮性や導電性だけでなく、繰り返し伸縮に対する耐久性、汗による配線間のショートを防ぐための絶縁性、配線デザインの制約などの特性をバランス良く有している必要があり、また、簡便かつ低コストで生産できることが求められている。
特許文献１の方法は、カバリングによって絶縁性を付与する方法が提案されているが、伸縮性配線の径が太くなるだけでなく、それをそのまま配線を直接衣服に縫い付けるため、生産性が低く衣服としてのデザイン性に制約がある。また、着用時に配線が引っかかって断線する懸念もある。他方、特許文献２の方法は、絶縁性を確保するために例えば接着剤を介して伸縮樹脂で包埋すると、接着剤が編み目にしみ込んで、構造的な変形が阻害されるため伸縮性に問題がある。また、接着剤が応力集中点となるため配線が断線しやすく耐久性にも問題がある。
特許第５８０８９１９号公報 特許第５９９３４９３号公報
本発明の目的は、上記のような問題点に鑑み、伸縮性、導電性、耐久性、絶縁性、デザイン性のいずれにおいても高い水準を保ちつつも、製造コストも低減することが可能なテキスタイル用伸縮性配線テープ、及びウェアラブルデバイス、及び配線付きテキスタイルの製造方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係るテキスタイル用伸縮性配線テープは、伸縮性導電配線と、第１の面、及び前記第１の面とは反対側の第２の面を有し、前記第１の面において前記伸縮性導電配線の両側から接着層を介して貼合された絶縁性伸縮フィルムとを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、伸縮性導電配線の両側から接着層を介して絶縁性伸縮フィルムが貼合されるので、伸縮性導電配線の耐久性及び絶縁性を担保することができる。また、配線テープは、ウェアラブルデバイスの所望の配線レイアウトに従ってウェアラブルデバイスの上に順次配置して接着することができるので、配線デザインの自由度も高く、材料を無駄に廃棄することがなく、製造コストを低減させることができる。
このテキスタイル用伸縮性配線テープは、絶縁性伸縮フィルムの前記第２の面に熱溶融型の接着層を更に備えるのが好適である。この構成によれば、テキスタイル用伸縮性配線テープを加熱して基材に圧着することで、基材にテキスタイル用配線テープを接着することができる。
テキスタイル用伸縮性配線テープ中の伸縮性導電配線は、伸縮性の芯材と、前記芯材の周囲に巻き付けられた少なくとも１本の導電性線材とを備えることができる。このような伸縮性導電配線の構成によれば、高い伸縮性と高い導電性を両立することができる。
また、本発明に係るテキスタイル用伸縮性配線テープでは、互いに平行に配置された複数本の伸縮性導電配線が互いに接触することなく平行に配置されることができる。また、複数本の伸縮性導電配線の間に配置された伸縮性非導電性線材を更に備え、伸縮性導電配線と伸縮性非導電性線材を交互に配置してもよい。この構成によれば、１本のテキスタイル用伸縮性配線テープの中で複数本の伸縮性導電配線を、絶縁性を保ちつつ配置することが可能になる。なお、伸縮性非導電性線材は、伸縮性かつ絶縁性のある芯材と、その芯材の周囲に巻き付けられた非導電性線材とを備えるのが好適である。また、伸縮性導電配線は、略１．２７ｍｍピッチもしくは略２．５４ｍｍピッチで配列されるのが好適である。ここで、「略１．２７ｍｍピッチ」とは、１．２７ｍｍで配列された複数の電極パッドを有する電子回路が、互いに接続不良やショートすることなく接続できるピッチを意味し、所定の幅を有する意味である。「略２．５４ｍｍ」も同様である。
また、本発明に係るウェアラブルデバイスは、布体上に接着された伸縮性導電配線テープと、前記伸縮性導電配線テープと接続された複数のセンサとを備え、前記伸縮性配線テープは、伸縮性導電配線と、第１の面、及び前記第１の面とは反対側の第２の面を有し、前記第１の面において前記伸縮性導電配線に接着層を介して貼合された絶縁性伸縮フィルムとを備えたことを特徴とする。
また、本発明に係る配線付きテキスタイルの製造方法は、伸縮性導電配線と、第１の面、及び前記第１の面とは反対側の第２の面を有し、前記第１の面において前記伸縮性導電配線の両側から接着層を介して貼合された絶縁性伸縮フィルムとを備えた伸縮性配線テープを、布体に対し、熱溶融型の接着層を溶融させることにより接着させることを特徴とする。
本発明の上記構成によれば、伸縮性、導電性、耐久性、絶縁性、デザイン性のいずれにおいても高い水準を保ちつつも、製造コストも低減することが可能なテキスタイル用伸縮性配線テープ、及びウェアラブルデバイス、及び配線付きテキスタイルの製造方法を提供する。
第１の実施の形態に係るウェアラブルデバイス１００の構成を示す平面模式図である。 第１の実施の形態の配線テープ３の構成を説明する斜視図である。 第１の実施の形態の配線テープ３の構成を説明する概略図である。 第１の実施の形態の変形例を示す。 第１の実施の形態の変形例を示す。 第１の実施の形態の変形例を示す。 第１の実施の形態に係るウェアラブルデバイス１００（配線付きテキスタイル）の製造方法を示す。 第１の実施の形態に係るウェアラブルデバイス１００（配線付きテキスタイル）の製造方法の変形例を示す。 第２の実施の形態に係る配線テープ３の構成を説明する概略図である。 第３の実施の形態に係る配線テープ３の構成を説明する概略図である。 第４の実施の形態に係る配線テープ３の構成を説明する概略図である。
以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。
本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
［第１の実施の形態］
まず、図１等を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るテキスタイル用伸縮性配線テープ、ウェアラブルデバイス及び配線付きテキスタイルの製造方法について詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るウェアラブルデバイス１００の構成を示す平面模式図である。ウェアラブルデバイス１００は、その表面に配線テープ３が設けられた基材１と、基材１上に複数設置されたセンサ２と、複数のセンサ２を制御するコントローラ４とを有する。配線３は、センサ２とコントローラ４とを電気的に接続している。なお、センサ２の上下面は図示しない保護層によって覆われている。なお、本実施の形態においては、基材１が衣服等を構成する布体の場合を説明する。基材１としては、布体以外としてはゴムシート等を使用することも可能である。なお、コントローラ４は、１つのウェアラブルデバイス１００に１個である必要はなく、複数個であってもよい。
本明細書において「布体」は、着用可能な衣服類のことを指す。具体的には、上半身に身に着けるもの（長袖、七分丈、半袖、ノースリーブ、タンクトップなど）や、下半身に身に着けるもの（ロング丈、くるぶし丈、七分丈、膝丈など）や、上半身及び下半身一体型のもの（ワンピース、レオタードなど）や、体の一部に身につけるもの（アームバンド、リストバンド、ニーバンド、帽子など）を含む。
これらの衣服類は、衣服類に通常使用される種々の材料から構成され得る。例えば、綿、麻、毛等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の化学繊維、又はこれらの材料を混合した繊維等を用いることができる。ただし、衣服の着用者の動作や生体情報等を感度良く検知するために、衣服を構成する基材１は、できるだけ着用者と密着させることが好ましい。従って、基材１は、これに限定されるものではないが、綿やポリエステル繊維をベースにポリウレタン等の弾性繊維を混合した、大きな伸縮性を有するストレッチ素材が好ましい。この場合、混合比率は１％〜５０％が好ましく、３％〜３０％がより好ましい。
基材１上には、複数のセンサ２が配置されている。センサ２は、肩、肘、背中、胴などに対応する基材１上の位置に配置され、着用者の動作や生体情報を感知する。センサ２の個数及び位置は、ウェアラブルデバイス１００の使用目的に応じて適切に選択される。また、図示は省略するが、センサ２に加えてアクチュエータを基材１上に配置してもよい。また、センサ２に加えて、生体用電極を配置することも可能である。
センサ２には、例えば温度センサ、歪みセンサ、圧力センサ、音声センサ、フォトダイオード、ピエゾ素子や慣性センサ等を、アクチュエータとしては、例えば振動モータ、スピーカを用いることができる。また場所毎に異なる任意のセンサ２やアクチュエータを用いてもよい。ここで、慣性センサの例としては、着用者自身の回転動作や水平・鉛直方向の移動動作を検知することができ、加速度を検出する３軸加速度センサ、速度（回転速度）を検出する３軸ジャイロセンサ、地磁気を検出して絶対方向を検出する３軸地磁気センサなどを挙げることができる。また、これらのセンサの組み合わせであってもよい。
センサ２として、計測が簡便なアナログセンサを用いることができる。物理量の変化に応じてセンサ２を流れる電流、センサ２に印加される電圧、センサ２の抵抗及び／又はセンサ２の容量が変化するものであれば特に制限はされないが、回路の簡便さなどから物理量によって抵抗が変化し、センサ２の両端に印加される電圧が変化する可変抵抗型センサが望ましい。物理量としては、音、光、温度、圧力、歪みからなる群の少なくとも１つを好適に用いることができる。この際、センサ２の抵抗値は配線テープ３の抵抗値の５０倍以上であることが好ましい。
また、前記アナログセンサの一例として、インクを用いたセンサを用いることが好ましい。インクを用いたセンサとは、導電性粒子をエラストマーの溶液もしくは分散物に混合したインクを用いて作製されたセンサである。このインクを印刷、乾燥することにより、導電性粒子がエラストマーのフィルムにランダムに分散したセンサが得られる。このセンサは、引っ張りや圧縮、温度変化による熱膨張・収縮によって導電性粒子間距離が変化することにより、センサ両端の抵抗が変化する。インクを用いたセンサは非常に薄く、測定対象に対する追従性が高い。そのため、正確かつ安定的な測定を行うことができる。
複数のセンサ２間は、配線テープ３によって接続されている。配線テープ３の構成は後述するが、伸縮性の導電配線が接着層により２枚の絶縁性伸縮フィルムに挟まれた形状を有している。
センサ２と接続された配線テープ３は、コントローラ４と接続される。コントローラ４は、後述するように、配線テープ３と接続されるコネクタ部、及び種々の回路が実装された回路基板を有する。これらの回路の機能により、コントローラ４は、センサ２で感知した情報を集約し、外部に送信したり、記録媒体に記録させたりする。なお、図１に示すセンサ２及びコントローラ４の個数及び配置はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。
次に、第１の実施の形態の配線テープ３の構成を、図２及び図３を参照して説明する。配線テープ３は、図２に示すように、ウェアラブルデバイス１００に接着される前には、図示しないコアの周りに巻物状又は渦巻き状に収容されている。基材１に配線テープ３を接着する場合には、配線テープ３をコアから引き出して、後述するように熱ヘッドと送り機構をする熱溶着機を用いて、基材１に対し熱を印加し、この熱により熱溶融型の接着層を溶融させて、配線テープ３を基材１に接着させる。配線テープ３の長手方向の長さは、ロール状に数十ｃｍ以上に設定される一方、短手方向の長さは、伸縮性配線１１を短手方向で覆うことができる程度の長さを有していれば良い。例えば、短手方向の長さは、５〜２０ｍｍ程度に設定され得る。
図３は、配線テープ３の断面構造を示す断面図である。この配線テープ３は、伸縮性配線１１と、絶縁性伸縮フィルム１２と、接着層１３と、熱溶融型接着層１４とを備えている。
伸縮性配線１１は、所定の伸縮性を有し、且つ所定の導電性を有する配線であり、この伸縮性配線１１が、前述のセンサ２及びコントローラ４と接続される。図３の例では、伸縮性配線１１は１本の配線テープ３の中に１本だけ配置されているが、２本以上の伸縮性配線１１が１本の配線テープ３中に設けられていてもよい。
絶縁性伸縮フィルム１２は、この伸縮性配線１１をその両側から覆い、接着層１３により伸縮性配線１１に接着されている。絶縁性伸縮フィルム１２は、伸縮性配線１１を接着層１３とともにその両側から挟むことにより、伸縮性配線１１が外部と短絡することを防止し、その腐食や破損を防止する役割を有する。このため、覆う幅としては配線テープの外周から０．１ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であることが好ましく、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることがより好ましい。覆う幅が大きすぎると不要部が多くなり、ウェアラブルデバイスの通気性が阻害される。これに対し、覆う幅が小さすぎると、伸縮性配線１１の一部が外部に露出する可能性が高まり、短絡の可能性が高まる。
絶縁性伸縮フィルム１２の伸縮性は、初期状態に対する形状変化量が３０％以上あることが好ましく、５０％以上あることがより好ましく、１００％以上あることが特に好ましい。絶縁性伸縮フィルム１２の厚さは、５μｍ〜３００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましい。厚みがこの範囲であれば、高い伸縮性と強度を維持することができる。絶縁性伸縮フィルム１２の材料として、天然ゴムや合成ゴムからなるフィルム及びシートが挙げられる。その中でも、伸縮性、耐久性、耐熱性及びコストの観点から、ポリウレタンゴムが好ましい。接着層１３は、伸縮性を有するゴム系の接着剤が好ましい。これにより、配線テープの伸縮性を向上させることができる。また、熱可塑性の接着剤を用いることができる。この場合、ポリウレタン系ホットメルト接着剤が好ましい。
伸縮性配線１１は、一例として、伸縮性を有する芯材１５と、芯材１５の周囲に巻き付けられた導電性線材１６とを備えている。これにより、伸縮性配線１１は芯材１５の伸縮に合わせて伸縮することができる。芯材１５は、配線テープ３の長手方向に沿って配置され、その太さは耐久性の観点から、１０〜４０００ｄｔｅｘ（デシテックス）が好ましく、３００〜２０００ｄｔｅｘがより好ましく、５００〜１５００ｄｔｅｘがさらに好ましい。また、芯材１５は１本でもよいが複数本でもよい。本数が少ないと引張強度を低減できる一方、細い線材を複数本束ねることで導電性配線の直径を制御しやすくなる。これらを総合的に鑑みると、芯材１５は１〜４本が好ましく、２〜３本がより好ましい。また、芯材１５の材料は、例えば、天然ゴムや合成ゴムからなる線材及び繊維が挙げられる。その中でも、耐熱性、耐久性やコストの観点からポリウレタンゴム、ポリエステルゴムが好ましい。芯材１５の伸縮性は、初期状態に対する形状変化量が１００％以上あることが好ましく、２００％以上あることがより好ましい。芯材１５を引っ張った状態で導電性線材を巻きつけることにより、伸長時の張力を低減することができる。
導電性線材１６の材料として、導電糸、導電線を用いることができる。本明細書において、「導電糸」とは、導電性を有する糸であって、天然繊維又は化学繊維が導電性材料で被覆されたものを意味し、「導電線」とは、導電性材料からなる線状の部材を意味する。導電線は典型的には金属線であるが、導電性を有する線であれば金属線に限定されない。
導電糸としては天然繊維や化学繊維等の非導電糸にメッキやディップ等により導電性材料がコートされたものを用いることができる。その中でも銀コートされた導電糸が好ましく、非導電糸としてはポリエステル、ナイロン糸が好ましい。導電糸は、耐久性が高く、形状変化に対する追従性も高い。そのため、テキスタイルの変形等にも耐えることができる。
導電線はアルミニウム、胴、銀、タングステン、又は金を用いることが好ましく、加工難度やコスト、耐久性等の要素を総合すると、銅を用いることがより好ましい。導電線は電気抵抗が小さいため、高導電性が求められるデジタルセンサの配線に用いることが好ましい。また、これらの合金を用いることも可能である。合金を用いる場合、比抵抗は、５．００（×１０−６Ω・ｃｍ）以下であることが好ましく、３．００（１０−６Ω・ｃｍ）以下であることが更に好ましく、２．００（×１０−６Ω・ｃｍ）であることが最も好ましい。なお、合金の具体例としては、ベリリウム銅、ジルコニウム銅、真鍮、青銅、りん青銅、チタン銅、白銅などがある。また、これらの金属線にメッキを施すことも可能である。メッキに用いる金属の具体例としては、スズ、亜鉛、銅、銀、ニッケル、アルミ、チタン、白金、金及びこれらの合金などがある。
導電性線材１６として、導電線と導電糸又は非導電糸とが撚ったものを用いることもできる。これにより、導電線単独と比較して耐久性を向上させることができる。ここで撚りの方向は、Ｚ撚り又はＳ撚りのいずれでもよく、これら導電線と導電糸又は非導電糸との撚りの方向は同じでも、反対でも構わない。導電性線材１６としては片撚りの糸同士を撚った諸撚りだけでなく、片撚糸と撚ってない糸とを組み合わせた壁撚りの糸や、最外層に糸を巻きつけたカバリング糸、あるいは繰り返し撚りを行った糸でもよい。また、導電性線材１６は、３本以上の糸を撚り合わせて形成される場合もある。
熱溶融型接着層１４は、配線テープ３と基材１とを接着するために、上下の絶縁性伸縮フィルム１２のうちの１つの、接着層１３とは反対側に設けられる。熱溶融型接着層１４は、熱を与えられることにより溶解する材料であり、一般的にホットメルト接着剤と呼ばれるものであり、伸縮性のあるホットメルト接着剤が好ましい。一例としては、ポリウレタン系ホットメルト接着剤が挙げられる。これにより、配線テープが伸縮性を向上させることができる。
熱溶融型接着層１４は、絶縁性伸縮フィルム１２の１つに予め形成されていてもよいし、図４に示すように、絶縁性伸縮フィルム１２に、熱溶融型接着層１４には形成されず、接着作業の際に別途製造装置から絶縁性伸縮フィルム１２と基材１との間に供給されてもよい。
図５は、第１の実施の形態の変形例に係る配線テープ３の構造を示している。図３の配線テープ３は、伸縮性配線１１が、絶縁性伸縮フィルム１２の平面と平行な絶縁性伸縮フィルム１７と、絶縁性伸縮フィルム１７の上下に貫通するように形成された導電性線材１８とを備えている。その形成方法として、例えば、手縫い、ミシンや刺繍機等により絶縁性伸縮フィルム１２に導電性線材１８を縫製する方法が挙げられる。細い針や摩擦力が小さい導電性線材１８を選定することで絶縁性伸縮フィルム１２の破れを抑制することができる。また縫製の方法の一例として、一面から入れた針をフィルムの内部を通し、針を入れた側の面から取り出すまつり縫いが挙げられる。ただし、図３及び図４の例における芯材１５を有する伸縮性配線１１の方が、一般的に幅が小さくすることができるため伸縮性は高い。また、一般的に導電性線材１８の密度を上げることもできるので導電性も高い。また、導電性線材１８の縫製パターンは面内に蛇行形状を有することが好ましい。これにより絶縁性伸縮フィルム１７がその長手方向で伸長した場合でも、それに応じて導電性線材１８も伸長できる。このため、図４の構成の場合と略同様の効果を得ることができる。蛇行の形状は、ジグザク、波形、複数の馬蹄形及び／又は馬蹄形の一部を並べその端部同士を接合又は補間した曲線、連続ヘアピンカーブ、多角形の一部を複数個組み合わせた線、星形の一部を複数個組み合わせた線、それらの組合せ若しくはそれらの近似直線及び近似曲線とすることができる。又は、上記に列挙されたものとそれらの近似直線及び近似曲線との組合せ等、任意の形状をとることができる。蛇行の周期及び蛇行の幅は任意の値を取ることができる。また、蛇行が同一の形状、同一の周期、及び／又は同一幅を持たず、それぞれの値が異なっていてもよい。
なお、図５の構成においても、図６に示すように、絶縁性伸縮フィルム１２に、熱溶融型接着層１４には形成されず、接着作業の際に別途製造装置から絶縁性伸縮フィルム１２と伸縮性基材１との間に供給されてもよい。
絶縁性伸縮フィルム１７の厚さは、５μｍ〜３００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましい。厚みがこの範囲であれば、高い伸縮性と強度を維持することができる。絶縁性伸縮フィルム１７の材料は、天然ゴムや合成ゴムからなる線材及び繊維が挙げられる。その中でも、耐熱性、耐久性やコストの観点からポリウレタンゴム、ポリ塩化ビニルゴムが好ましい。
図７は、第１の実施の形態の配線テープ３を基材１に接着して配線付きテキスタイルを製造する方法を説明する概略斜視図である。配線テープ３の接着作業においては、まず、熱溶着機に備えられた一対の熱溶融ローラ２１Ａ、送りローラ２１Ｂの間に基材１と配線テープ３を挿入する。この際、配線テープ３が熱溶融型接着層１４を有する場合、熱溶融型接着層１４は基材１と対向するよう、配線テープ３を配置する。熱溶融ローラ２１Ａは、図示しないモータにより回転駆動可能に構成され、一方、送りローラ２１Ｂは、モータとは接続されず、単に熱溶融ローラ２１Ａの駆動により受動的に回転する搬送機構として機能するローラである。また、熱溶融ローラ２１Ａは、図示しないヒータを有し、配線テープ３を加熱可能に構成されるが、送りローラ２１Ｂは、加熱部を有さないローラである。
熱溶融ローラ２１Ａ、送りローラ２１Ｂで両側から基材１及び配線テープ３を所定の圧力で挟み、熱溶融ローラ２１Ａで加熱する。これにより、熱溶融型接着層１４（又は別途供給される熱溶融型接着剤）が溶解し、その後冷却されることで再び固化することで、基材１と配線テープ３とが接続される。また、熱源としては、電気ヒータや超音波による摩擦熱等が挙げられる。
なお、図７の例は一例であって、送りローラ２１Ｂを、モータにより駆動するローラに置き換え、２つの駆動部で駆動されるモータを用いることも可能である。また、送りローラ２１Ｂを、熱溶融ローラに置き換え、配線テープ３を上下から加熱可能に構成することもできる。また、送りローラに代えて、平板や搬送ベルトなど他の搬送機構を用いてもよい。また、熱溶融ローラ２１Ａ及び送りローラ２１Ｂを固定とし、基材１及び配線テープ３を移動させることもできるが、その代わりに、固定された基材及び配線テープ３に対し熱溶融ローラ２１Ａ及び送りローラ２１Ｂを移動可能とすることもできる。
なお、熱溶融型接着層１４を有さない配線テープ３（図４）の場合には、図８に示すように、別体の熱溶融型接着テープ１４’を、配線テープ３と基材１との間に挿入し、以下図７と同様の手順を実行することができる。各種変形が可能なのは、図７の場合と同様である。
［効果］
この第１の実施の形態の効果について説明する。第１の実施の形態の配線テープ３は、伸縮性配線１１が絶縁性伸縮フィルム１２の長手方向に沿って形成され、絶縁性伸縮フィルム１２の短手方向の幅は、伸縮性配線１１の保護が可能な程度の幅、例えば５〜２０ｍｍ程度に設定され得る。配線テープ３はこのような寸法を有しているため、基材１上において、所望の配線レイアウトに従って配線を形成させることができる。
ウェアラブルデバイスにおいては、検出したい人体の部位や動作の種類に応じ、様々な形状の配線を形成することが求められるが、本実施の形態の配線テープ３の短手方向の幅は、伸縮性配線１１を覆うことができる程度の小さい幅であればよいので、配線テープ３に曲率を与えて基材１上に接着することが可能である。従って、所望のレイアウトの配線を容易に作成することができ、ウェアラブルデバイスの多様性の向上を図ることができる。
また、この第１の実施の形態の配線テープ３によれば、材料の廃棄ロスを最小限にすることができる。すなわち、ウェアラブルデバイスの所望の配線レイアウトに合わせて配線テープ３を順次基材１上に加熱・接着することで、所望のウェアラブルデバイスの配線パターンを形成することができる。その際、配線テープ３から不要部分の切除などを行う必要はなく、廃棄部材は発生しない。
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る配線テープ３を、図９を参照して説明する。この配線テープ３は、伸縮性配線１１の配列が第１の実施の形態とは異なっている。この配線テープ３を、基材１に接着することで、第１の実施の形態と同様のウェアラブルデバイスを製造することができる。
この第２の実施の形態の配線テープ３は、絶縁性伸縮フィルム１２の短手方向に沿って、複数の伸縮性配線１１が互いに接触しないように所定のピッチで略平行に配列されたものである。伸縮性配線１１の構造は、第１の実施の形態や第１の実施の形態の変形例と同一のものであってよい。複数の伸縮性配線１１が互いに接触しないように間隔をあけ、さらに絶縁性伸縮フィルム１２で両面を挟み込むことで電気的絶縁を確保することができる。
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る配線テープ３を、図１０を参照して説明する。この配線テープ３は、伸縮性配線１１の配列が前述の実施の形態とは異なっている。この配線テープ３を、基材１に接着することで、第１や第２の実施の形態と同様のウェアラブルデバイスを製造することができる。
この第３の実施の形態の配線テープ３は、絶縁性伸縮フィルム１２の短手方向に沿って、複数の伸縮性配線１１が所定のピッチで略平行に配列されるとともに、複数の伸縮性配線１１の隙間には、伸縮性非導電性線材１９が配置されている。伸縮性配線１１の構造は、第１の実施の形態と同一のものであってよい。一方、伸縮性非導電性線材１９は、全体として絶縁性を有しており、複数の伸縮性配線１１の間の位置に配置されることにより、複数の伸縮性配線１１の間の電気的絶縁を確保する役割を有する。伸縮性非導電性線材１９は、一例として、例えば、天然ゴムや合成ゴムからなる線材及び繊維が挙げられる。その中でも、耐熱性、耐久性やコストの観点からポリウレタンゴム、ポリエステルゴムが好ましい。芯材１５の伸縮性は、初期状態に対する形状変化量が３０％以上あることが好ましく、５０％以上あることがより好ましく、１００％以上あることが特に好ましい。また、伸縮性配線１１と同様に、伸縮性を有する絶縁性芯材と、絶縁性芯材の周囲に巻き付けられた非導電性線材とを備えたものとすることもできる（図３参照）。非導電線材としては天然繊維や化学繊維等が挙げられ、ポリエステル、ナイロン糸が好ましい。
この第２および第３の実施の形態の配線テープ３は、デジタルセンサを含むウェアラブルデバイスにおいて特に好適である。一般的にアナログセンサに必要な端子数は２個であるのに対し、一般的なＩ２Ｃ、ＳＰＩ、ＵＡＲＴ等の通信方式のデジタルセンサに必要な端子数は少なくとも４個以上である。この端子数に応じた配線数が必要となるが、多数の配線がセンサ付近に集中すると、ウェアラブルデバイスの伸縮性や通気性に影響を与えてしまう。この第２の実施の形態の配線テープ３は、１本のテープの中に複数の伸縮性配線を配置することができるため、このようなデジタルセンサへの接続に好適である。また一般的に市販されているデジタルセンサ搭載基板の端子のピッチは１．２７ｍｍや２．５４ｍｍであることが多い。このため伸縮性配線１１の配線ピッチは、略１．２７ｍｍもしくは略２．５４ｍｍとすることで市販の基板と容易に接続することができる。
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態に係る配線テープ３を、図１１を参照して説明する。この配線テープ３は、伸縮性配線１１の配列が第１の実施の形態とは異なっている。この配線テープ３を、基材１に接着することで、第１の実施の形態と同様のウェアラブルデバイスを製造することができる。
この第４の実施の形態の配線テープ３は、伸縮性配線１１が、第１の実施の形態の変形例（図５）と同様に、絶縁性伸縮フィルム１２の平面と平行な絶縁性伸縮フィルム１７と、絶縁性伸縮フィルム１７にミシン等により縫製した（上下に貫通するように形成された）導電性線材１８とを備えている。ただし、導電性線材１８は、絶縁性伸縮フィルム１２の短手方向に沿って、複数の導電性線材１８が互いに接触しないように所定のピッチで略平行に配列されている。この構成によっても、第２及び第３の実施の形態と同様に、１本の配線テープ３中に複数本の配線を配置することが可能である。
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…伸縮性基材、 ２…センサ、 ３…配線テープ、 ４…コントローラ、 １１…伸縮性配線、 １２…絶縁性伸縮フィルム、 １３…接着層、 １４…熱溶融型接着層、 １５…絶縁性芯材、 １６…導電性線材、 １７…絶縁性伸縮フィルム、 １８…導電性線材、 １９…伸縮性非導電性線材、 ２１Ａ，２１Ｂ…熱溶融ローラ。

Claims (10)

  1. 複数本の伸縮性導電配線と、
    少なくとも１本の伸縮性非導電性線材と、
    第１の面、及び前記第１の面とは反対側の第２の面を有し、前記第１の面において前記伸縮性導電配線の両側から接着層を介して貼合されたテープ状の絶縁性伸縮フィルムと
    を備え、
    前記伸縮性導電配線と前記伸縮性非導電性線材を交互に配置した
    ことを特徴とするテキスタイル用伸縮性配線テープ。
  2. 前記絶縁性伸縮フィルムの前記第２の面に形成された熱溶融型の接着層を備えたことを特徴とする請求項１に記載のテキスタイル用伸縮性配線テープ。
  3. 前記伸縮性導電配線は、伸縮性の芯材と、前記芯材の周囲に巻き付けられた少なくとも１本の導電性線材とを備える、請求項１に記載のテキスタイル用伸縮性配線テープ。
  4. 前記伸縮性導電配線は、伸縮性の絶縁基材と、前記絶縁基材を上下に貫通するように形成された導電性線材を備える、請求項１に記載のテキスタイル用伸縮性配線テープ。
  5. 互いに接触することなく略平行に配置された複数本の前記伸縮性導電配線を備えた、請求項１に記載のテキスタイル用伸縮性配線テープ。
  6. 前記伸縮性導電配線が略１．２７ｍｍピッチまたは略２．５４ｍｍピッチで配列された、請求項５に記載のテキスタイル用伸縮性配線テープ。
  7. 前記絶縁性伸縮フィルムは、長手方向に数十ｃｍ以上の長さを有し、短手方向に５〜２０ｍｍ程度の長さを有する、請求項１に記載の伸縮性配線テープ。
  8. 基材上に接着された伸縮性導電配線テープと、前記伸縮性導電配線テープと接続された複数のセンサと
    を備えるウェアラブルデバイスであって、
    前記伸縮性導電配線テープは、
    複数本の伸縮性導電配線と、
    少なくとも１本の伸縮性非導電性線材と、
    第１の面、及び前記第１の面とは反対側の第２の面を有し、前記第１の面において前記伸縮性導電配線の両側から接着層を介して貼合されたテープ状の絶縁性伸縮フィルムと
    を備え、
    前記伸縮性導電配線と前記伸縮性非導電性線材を交互に配置した
    ことを特徴とする、ウェアラブルデバイス。
  9. 複数本の伸縮性導電配線と、
    少なくとも１本の伸縮性非導電性線材と、
    第１の面、及び前記第１の面とは反対側の第２の面を有し、前記第１の面において前記伸縮性導電配線の両側から接着層を介して貼合されたテープ状の絶縁性伸縮フィルムと
    を備えた伸縮性配線テープを、基材に対し、熱溶融型の接着層を溶融させることにより接着させ、
    前記伸縮性導電配線と前記伸縮性非導電性線材とは交互に配置される、配線付きテキスタイルの製造方法。
  10. 少なくとも一つの熱ヘッドと少なくとも一つの搬送機構を有する熱溶融機を用いて熱溶融させる、請求項９に記載の配線付きテキスタイルの製造方法。
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