JP6984629B2 - 貼付型生体用デバイス - Google Patents

Description

本発明は、生体に貼り付けて用いる貼付型生体用デバイスに関する。

従来から、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体温計などが提案されている。例えば、特許文献１には、被検体の体表面に貼り付けて、被検体の深部体温を測定する貼り付け型連続体温計が開示されている。

より具体的には、この貼り付け型連続体温計は、体表面に貼り付けられ、体温を測定する測定部（測定プローブ）と、測定された体温データに基づいて得られる深部温度などを表示する表示部とを備えている。測定プローブの本体は、一定の熱容量と熱伝導を有し、生体の体表面に密着して変形可能な素材からできている。本体の形状は、円盤状、あるいは矩形状であり、さらに本体を覆う形で断熱材が配置されている。本体の体表面側の中央部に第１の温度検出手段が配置されるとともに、本体をはさんで対向する位置に第２の温度検出手段が配置されている。そして、両者の温度差により、外部環境温度に対して体温が十分断熱状態にあるかが判断され、体表面温度が深部体温推定値として取得される。

特開２００９−２２２５４３号公報

特許文献１に記載の貼り付け型連続体温計によれば、本体の素材として、発泡ゴムシートのように体表面に沿って密着し、体の動きに対して容易に変形して違和感のない素材が用いられる。また、断熱材としてはウレタンやポリスチレン等の発泡樹脂が用いられる。しかしながら、本体や断熱材に可撓性や柔軟性を有する素材を用いると、貼付時の違和感を低減できるものの、しわが生じやすくなる。特に、生体の動き（体動）やスイッチ操作などによってしわが生じやすくなる。しかしながら、特許文献１に記載の貼り付け型連続体温計では、しわの発生を抑制することについては何ら考慮されていなかった。

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、生体に貼り付けて用いる貼付型生体用デバイスにおいて、装着感を損なうことなく、しわの発生を抑制することが可能な貼付型生体用デバイスを提供することを目的とする。

本発明に係る貼付型生体用デバイスは、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なり、側面視において略ハット状又は略台形状に形成された上外装体と、周縁部が上外装体と密着された下外装体と、粘着性を有し、一方の面が下外装体の外側の面に貼り付けられる貼付部材と、上外装体と下外装体とにより画成される収容空間内に収納された電子回路とを備え、上記上外装体が、外力により生じる応力が作用する方向に対して交わる方向に延在し、かつ、該応力を緩和するように、該応力が作用する方向に対して滑らかに湾曲した応力緩和部を備えることを特徴とする。

本発明に係る貼付型生体用デバイスによれば、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可撓性を有する上外装体と、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収容空間内）に電子回路が収納されており、さらに、下外装体に貼付部材が貼り付けられている。そのため、生体の体表面に密着させて貼り付けることができ、また、生体の動き（体動）に合わせて追従することができる。よって、良好な装着感を得ることができる。一方、上外装体が、外力により生じる応力が作用する方向に対して交わる方向に延在し、かつ、該応力を緩和するように、該応力が作用する方向に対して滑らかに湾曲した応力緩和部を備えている。そのため、応力緩和部が応力を受けて変形することによって応力が緩和（吸収）されるため、しわの発生が抑制される。また、しわが発生したとしても、応力緩和部にしわを集中させることにより、他の部位にしわがよることを防止できる。その結果、装着感を損なうことなく、しわの発生を抑制することが可能となる。

本発明に係る貼付型生体用デバイスは、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なり、側面視において略ハット状又は略台形状に形成された上外装体と、周縁部が上外装体と密着された下外装体と、粘着性を有し、一方の面が下外装体の外側の面に貼り付けられる貼付部材と、上外装体と下外装体とにより画成される収容空間内に収納された電子回路とを備え、上外装体が、外力により生じる応力が作用する方向に対して略平行に延在し、かつ、該応力に抗するように、該応力が作用する方向に対して筋状に形成された補強部を備えることを特徴とする。

本発明に係る貼付型生体用デバイスによれば、上述したように、良好な装着感を得ることができる。一方、上外装体が、外力により生じる応力が作用する方向に対して略平行に延在し、かつ、該応力に抗するように、該応力が作用する方向に対して筋状に形成された補強部を備えている。そのため、補強部が応力に抗して上外装体の変形を抑制（低減）することにより、しわの発生が抑制される。その結果、装着感を損なうことなく、しわの発生を抑制することが可能となる。

本発明によれば、生体に貼り付けて用いる貼付型生体用デバイスにおいて、装着感を損なうことなく、しわの発生を抑制することが可能となる。

第１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。 第１実施形態に係る深部体温計の構成を示す断面図である。 第１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。 第１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。 第１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。 第１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。 第１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。 第１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。 第１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。 第２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。 第２実施形態に係る深部体温計の構成を示す断面図である。 変形例に係る深部体温計の外観を示す平面図である。

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、本発明に係る貼付型生体用デバイス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。

（第１実施形態）
まず、図１〜図７を併せて用いて、第１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により検出された生体信号に該当する温度の差、及び、第３温度センサ７０３と第４温度センサ７０４により検出された生体信号に該当する温度の差に基づいて、使用者（被検者）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、使用者（被験者）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（パッチ型）の深部体温計である。特に、深部体温計１は、装着感を損なうことなく、しわの発生を抑制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、可撓性、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（変化）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。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。すなわち、上外装体１０は、角が丸められた矩形状の天面部と、平面視において該天面部の外側に同心状に形成された環状の底部と、該天面部と該底部とをつなぐ連結部とを有して構成されている。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。

上外装体１０の表面には、外部から加えられる外力により生じる応力を緩和（吸収）するように、該応力が作用する方向に対して滑らかに湾曲した応力緩和部１０ａ（特許請求の範囲に記載の凸状部又は凹状部に相当）が形成されている。応力緩和部１０ａは、例えば、縦断面が半円状に窪んだ形状（凹状部に相当）、又は、半円状に突出した形状（凸状部に相当）に形成される。なお、応力緩和部１０ａは、縦断面が波状や蛇腹状に形成されていてもよい。なお、応力が作用する方向は、例えば、構造解析（シミュレーション）や、歪みゲージを用いた実験等によって特定することができる。

また、応力緩和部１０ａは、応力が作用する方向に対して交わる方向（例えば略垂直方向）に延在するように形成される。より具体的には、応力緩和部１０ａは、平面視において、上外装体１０の天面（天面部）の外縁（輪郭）に沿って（すなわち周方向に）、該天面の外縁と同心状に設けられる。特に、応力緩和部１０ａは、平面視において、内張り部材８０の外縁位置の外側に、該内張り部材８０の外縁と同心状に設けられる。本実施形態では、図１に示されるように、内張り部材８０の外縁と同心状に３つの応力緩和部１０ａを配置した。なお、応力緩和部１０ａは、必ずしも環状につながっている必要はなく、切れていてもよい。

ここで、上外装体１０の加工方法としては、例えば、真空成型が好適に用いられる。すなわち、金型の上に発泡素材からなるシートを置いた後、該シートをヒータで加熱するとともに、金型側から真空吸引することにより、柔らかくなったシートが金型に張りつくことによって、上外装体１０が形成される。その際に、応力緩和部１０ａや、後述する補強部（補強リブ）１０ｂも同時に形成される。なお、真空成型により上外装体１０を形成する場合には、側面部が延ばされる（すなわち、変形量が大きくなる）ため、側面部の厚みが薄くなる傾向がある。

下外装体２０は、例えば、防水性を有し（水分透過性が低く）、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（ＰＥＴ）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、平板状（フラット）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、平板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（特許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（電圧値）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（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）を小さくすることが重要になるが、熱抵抗体層３０（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）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（チップサーミスタ）は略直方体であり厚さがあるため、熱抵抗体層３０（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）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（チップサーミスタ）が熱抵抗体層３０（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）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（チップサーミスタ）の温度（検出値）が熱抵抗体層３０（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）の表面温度からずれた温度（値）になるおそれがある。そこで（その影響を低減するため）、温度センサ７０（チップサーミスタ）周囲の熱抵抗体層３０（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）に貫通孔３０１ａ，３０２ａを形成し、温度センサ７０（チップサーミスタ）が熱抵抗体層３０（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）の側面に接触しない構造とした。

配線基板４０（特許請求の範囲に記載の電子回路に相当）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（出力）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（出力電圧）を読み込むため、例えば、増幅器（例えばオペアンプ）やアナログ／デジタル・コンバータ（Ａ／Ｄコンバータ）など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（送信）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（金属膜）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（多層リジッド基板）の内層の配線パターン（ベタパターン）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（ベタパターン）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（生体情報）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（バッテリ）４０４は、上述した処理回路（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（深部体温計１）の平面積（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（主面）には、上外装体１０を介して使用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（特許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（偶発的に）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（天面）と上外装体１０の裏面（背面）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（ＦＰＣ）５０は、例えば、ポリイミドやポリエステル（ＰＥＴ）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（電圧値）が処理回路（温度入力回路）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（背面）、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（シート状）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、平面視において上外装体１０の天面の外縁と略相似形に形成される。そして、内張り部材８０は、上外装体１０の天面の外縁に対して同心状に配置される。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（例えば押下方向）へのたわみ性を有するように（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。

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外径よりも小さく、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、指先の外径は個人差があるため、貫通孔８０ａの内径は、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（主面）と内張り部材８０との間には、緩衝性（クッション性）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（背高）、及び、電子部品の配線基板４０の実装面からの高さ（背高）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。

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（開口部）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（開口部）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、略円形（例えば楕円形等も含む）に形成されており、かつ、それぞれの内径が、指先の外径よりも小さく設定（形成）されている。より具体的には、緩衝部材９０の貫通孔９０ａの内径は、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（下外装体２０）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（水分透過層）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（水分透過層）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（水分透過層）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（水分透過層）を配置しないようにする。

ここで、通気層６０３（水分透過層）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（通気層６０３）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（すなわち第１接着層６０１がないと）下外装体２０が皮膚に密着しなくなり、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（通気層６０３）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（すなわち十字状に交差している切り込み）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（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）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（すなわち、配線基板４０上に実装された電池ホルダ９５に挿入される）。
（４）体温測定部１５（配線基板４０、熱抵抗体層３０、フレキシブル基板５０）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（背面）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（製造される）。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（両面テープ）に付着しているセパレータ（剥離紙）を剥がす。そして、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、使用者（被測定者）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可撓性を有する上外装体１０と、下外装体２０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収容空間内）に配線基板（電子回路）４０が収納されており、さらに、下外装体２０に貼付部材６０が貼り付けられている。そのため、生体の体表面に密着させて貼り付けることができ、また、生体の動き（体動）に合わせて追従することができる。よって、良好な装着感を得ることができる。一方、上外装体１０が、外力により生じる応力が作用する方向に対して交わる方向に延在し、かつ、該応力を緩和するように、該応力が作用する方向に対して滑らかに湾曲した応力緩和部１０ａを備えている。そのため、応力緩和部１０ａが応力を受けて変形することによって応力が緩和（吸収）されるため、しわの発生が抑制される。また、しわが発生したとしても、応力緩和部１０ａにしわを集中させることにより、他の部位にしわがよることを防止できる。その結果、装着感を損なうことなく、しわの発生を抑制することが可能となる。

また、本実施形態によれば、応力緩和部１０ａが、平面視において、上外装体１０の天面の外縁に沿って、該天面の外縁と同心状に設けられているため、上外装体１０の天面のしわを効果的に抑制することができる

特に、本実施形態によれば、応力緩和部１０ａが、平面視において、内張り部材８０の外縁位置の外側に、該内張り部材８０の外縁と同心状に設けられているため、上外装体１０と内張り部材８０との境目に生じるしわを効果的に抑制することができる。

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

（第２実施形態）
次に、図１０及び図１１を併せて用いて、第２実施形態に係る深部体温計２について説明する。ここでは、上述した第１実施形態と同一・同様な構成については説明を簡略化又は省略し、異なる点を主に説明する。図１０は、深部体温計２の構成を示す平面図、及び、底面図である。図１１は、深部体温計２の構成を示す断面図である。なお、図１０，１１において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。

深部体温計２は、応力緩和部１０ａに代えて、補強部（補強リブ）１０ｂを備えている点で上述した深部体温計１と異なっている。

すなわち、上外装体１０Ｂには、外部から加えられる外力により生じる応力が作用する方向に対して略平行に延在し、かつ、該応力に抗するように、筋状に形成された補強部（補強リブ）１０ｂが形成されている。

より具体的には、補強部１０ｂは、上外装体１０Ｂの側面部に、上外装体１０Ｂの天面（天面部に相当）の外縁部から鍔部（底部に相当）にかけて、かつ、平面視において、上外装体１０Ｂの天面の外縁部から放射状に拡がるように設けられている。

特に、補強部１０ｂは、上外装体１０Ｂの側面部（連結部に相当）に、内張り部材８０の外縁上の位置から鍔部（フランジ）にかけて、かつ、平面視において、内張り部材８０の外縁から放射状に拡がるように設けられることが好ましい。

本実施形態では、図１０に示されるように、上外装体１０Ｂの四隅、及び、各辺の中央部に、合計８個の補強部１０ｂを設けた。なお、衣服などが引っかかり難くなるように、補強部１０ｂは、断面（延在方向に垂直に交わる面で切った断面）が滑らかな半円状（又は円弧状）に形成されることが好ましい。

本実施形態によれば、上外装体１０Ｂが、外力により生じる応力が作用する方向に対して略平行に延在し、かつ、該応力に抗するように、筋状に形成された補強部（補強リブ）１０ｂを備えている。そのため、補強部１０ｂが応力に抗して上外装体の変形を抑制（低減）することにより、しわの発生が抑制される。その結果、装着感を損なうことなく、しわの発生を抑制することが可能となる。

また、本実施形態によれば、補強部１０ｂが、上外装体１０Ｂの側面部に、上外装体１０Ｂの天面の外縁部から鍔部（フランジ）にかけて、かつ、平面視において、上外装体１０Ｂの天面の外縁部から放射状に拡がるように設けられているため、上外装体１０Ｂの天面のしわを効果的に抑制することができる。

特に、本実施形態によれば、補強部１０ｂが、上外装体１０Ｂの側面部に、内張り部材８０の外縁上の位置から鍔部にかけて、かつ、平面視において、内張り部材８０の外縁から放射状に拡がるように設けられているため、上外装体１０Ｂと内張り部材８０との境目に生じるしわを効果的に抑制することができる。

さらに、補強部１０ｂを断面半円状に形成することにより、衣服等と接触するときに、衣服等と上外装体１０Ｂとの接触面積が減少し、その結果摩擦が小さくなり、衣服等の引っ掛かりを低減できる。特に、側面の傾斜方向に沿って補強部１０ｂを形成することで、上外装体１０Ｂの変形を抑制するとともに、衣服等のひっかかりを低減することができる。

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貼付型生体用デバイスなどにも適用することができる。

また、応力緩和部１０ａの形状、サイズ、数や配置などは上記実施形態には限られない。同様に、補強部１０ｂの形状、サイズ、数や配置などは上記実施形態には限られない。例えば、図１２（ａ）（ｂ）に示されるように、応力緩和部１０ａを、上外装体１０の鍔部（フランジ）の角部周辺（図１２（ａ）参照）や、電源スイッチ４０６の周辺部（図１２（ｂ）参照）などに設けてもよい。

上記第１実施形態では応力緩和部１０ａを備える形態を示し、上記第２実施形態では補強部１０ｂを備える形態を示したが、応力緩和部１０ａ及び補強部１０ｂ双方を組み合わせた構成としてもよい。

上述した熱抵抗体層３０（第１熱抵抗体３０１、第２熱抵抗体３０２）、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。また、上記実施形態では、深部体温の算出を演算処理回路で行ったが、深部体温の算出を、例えば、外部の管理機器や情報端末（例えばスマートフォン等）で行う構成としてもよい。

１，２ 深部体温計（貼付型生体用デバイス）
１０，１０Ｂ 上外装体
１０ａ 応力緩和部
１０ｂ 補強部
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（電子回路）
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
９０ 緩衝部材
９０ａ 貫通孔
９５ 電池ホルダ

Claims (20)

1. 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なり、側面視において略ハット状又は略台形状に形成された上外装体と、
   周縁部が前記上外装体と密着された下外装体と、
   粘着性を有し、一方の面が前記下外装体の外側の面に貼り付けられる貼付部材と、
   前記上外装体と前記下外装体とにより画成される収容空間内に収納された電子回路と、を備え、
   前記上外装体は、外力により生じる応力が作用する方向に対して交わる方向に延在し、かつ、該応力を緩和するように、該応力が作用する方向に対して滑らかに湾曲した応力緩和部を備えることを特徴とする貼付型生体用デバイス。
2. 前記応力緩和部は、平面視において、前記上外装体の天面の外縁に沿って、該天面の外縁と同心状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の貼付型生体用デバイス。
3. 薄板状に形成され、前記上外装体の裏面に配設された内張り部材を備え、
   前記応力緩和部は、平面視において、前記内張り部材の外縁位置の外側に、該内張り部材の外縁と同心状に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貼付型生体用デバイス。
4. 前記上外装体は、外力により生じる応力が作用する方向に対して略平行に延在し、かつ、該応力に抗するように、筋状に形成された補強部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の貼付型生体用デバイス。
5. 前記補強部は、前記上外装体の側面部に、前記上外装体の天面の外縁部から底部にかけて、かつ、平面視において、前記上外装体の天面の外縁部から放射状に拡がるように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の貼付型生体用デバイス。
6. 前記上外装体は、外力により生じる応力が作用する方向に対して略平行に延在し、かつ、応力に抗するように該応力が作用する方向に対して筋状に形成された補強部をさらに備え、
   前記補強部は、前記上外装体の側面部に、前記内張り部材の外縁上の位置から底部にかけて、かつ、平面視において、前記内張り部材の外縁上の位置から放射状に拡がるように設けられていることを特徴とする請求項３に記載の貼付型生体用デバイス。
7. 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なり、側面視において略ハット状又は略台形状に形成された上外装体と、
   周縁部が前記上外装体と密着された下外装体と、
   粘着性を有し、一方の面が前記下外装体の外側の面に貼り付けられる貼付部材と、
   前記上外装体と前記下外装体とにより画成される収容空間内に収納された電子回路と、を備え、
   前記上外装体は、外力により生じる応力が作用する方向に対して略平行に延在し、かつ、該応力に抗するように、筋状に形成された補強部を備えることを特徴とする貼付型生体用デバイス。
8. 前記補強部は、前記上外装体の側面部に、前記上外装体の天面の外縁部から底部にかけて、かつ、平面視において、前記上外装体の天面の外縁部から放射状に拡がるように設けられていることを特徴とする請求項７に記載の貼付型生体用デバイス。
9. 薄板状に形成され、前記上外装体の裏面に配設された内張り部材を備え、
   前記補強部は、前記上外装体の側面部に、前記内張り部材の外縁上の位置から底部にかけて、かつ、平面視において、前記内張り部材の外縁上の位置から放射状に拡がるように設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の貼付型生体用デバイス。
10. 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天面部、底部、及び、該天面部と該底部とをつなぐ連結部から構成された上外装体と、
    周縁部が前記上外装体の底部と密着された下外装体と、
    粘着性を有し、一方の面が前記下外装体の外側の面に貼り付けられる貼付部材と、
    前記上外装体と前記下外装体とにより画成される収容空間内に収納された電子回路と、
    前記収容空間内において、前記上外装体の天面部に取り付けられた内張り部材と、を備え、
    前記上外装体は、平面視において、前記底部の外縁、及び、前記内張り部材と重ならない位置に、外力により生じる応力が作用する方向に対して交わる方向に延在し、かつ、該応力を緩和するように、該応力が作用する方向に対して滑らかに湾曲した凸状部又は凹状部を備えることを特徴とする貼付型生体用デバイス。
11. 前記凸状部又は凹状部は、平面視において、前記上外装体の天面部の外縁に沿って、該天面部の外縁と同心状に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の貼付型生体用デバイス。
12. 前記凸状部又は凹状部は、平面視において、前記内張り部材の外縁位置の外側に、該内張り部材の外縁と同心状に設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の貼付型生体用デバイス。
13. 前記上外装体は、外力により生じる応力が作用する方向に対して略平行に延在し、かつ、該応力に抗するように形成された補強部をさらに備えることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の貼付型生体用デバイス。
14. 前記補強部は、前記上外装体の連結部に、前記上外装体の天面部の外縁から底部にかけて、かつ、平面視において、前記上外装体の天面部の外縁から放射状に拡がるように設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の貼付型生体用デバイス。
15. 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天面部、底部、及び、該天面部と該底部とをつなぐ連結部から構成された上外装体と、
    周縁部が前記上外装体の底部と密着された下外装体と、
    粘着性を有し、一方の面が前記下外装体の外側の面に貼り付けられる貼付部材と、
    前記上外装体と前記下外装体とにより画成される収容空間内に収納された電子回路と、
    前記収容空間内において、前記上外装体の天面部に取り付けられた内張り部材と、を備え、を備え、
    前記上外装体は、平面視において、前記底部の外縁、及び、前記内張り部材と重ならない位置に、外力により生じる応力が作用する方向に対して略平行に延在し、かつ、該応力に抗するように、筋状に形成された補強部を備えることを特徴とする貼付型生体用デバイス。
16. 前記補強部は、前記上外装体の連結部に、前記上外装体の天面部の外縁から底部にかけて、かつ、平面視において、前記上外装体の天面部の外縁から放射状に拡がるように設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の貼付型生体用デバイス。
17. 前記補強部は、前記上外装体の連結部に、前記内張り部材の外縁上の位置から前記底部にかけて、かつ、平面視において、前記内張り部材の外縁上の位置から放射状に拡がるように設けられていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の貼付型生体用デバイス。
18. 前記電子回路は、前記上外装体の裏面と対向するように配設され、使用者による操作を受け付ける操作スイッチを含むことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の貼付型生体用デバイス。
19. 前記電子回路は、生体から生体信号を検出する生体センサを含むことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の貼付型生体用デバイス。
20. 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１９に記載の貼付型生体用デバイス。

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