JP7089198B2 - 伸縮性配線、伸縮性配線の製造方法及び衣服 - Google Patents

Description

本発明は、伸縮性配線、伸縮性配線の製造方法及び衣服に関する。
本願は、２０１７年１１月１５日に、日本に出願された特願２０１７－２２０４７８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

例えば心電計や脳波計等の電気的な生体信号を取得する医療機器や健康器具、生理機能検査装置、研究機器においては、生体に接触させる生体電極と機器との間で電気信号を送受信するために、生体電極と機器とが配線で接続される（例えば非特許文献１、２）。配線が身体から離れた位置に不安定な状態に置かれると、体動や配線の振動による雑音を拾って信号雑音比（ＳＮ比）が悪化しやすくなる。一方、身体は静電容量が大きく、身体の近傍はシールド効果が得られる。そのため、配線の生体電極側の部分は、通常、身体の表面に沿って固定される。

配線は一般的に伸縮性がなく比較的剛直なため、長さに余裕をもって長めに製造され、配線の余った部分は束ねられて粘着テープ等を用いて複数箇所で身体に固定されることが多い。しかし、配線が剛直であることで装着時に違和感を生じやすい。特に医療規格の配線は、耐電圧、引っ張り強度、インピーダンス変動の抑制等の要求により重く硬いものが多いため、振動を生じやすく、皮膚に接触した際の違和感が大きい。

ベルト型や服型のウエアラブル生体電極等のウエアラブルな生体信号取得機器では、導電性の糸や金属配線材等の配線を、ウエアの生地に直接縫い付けたり、貼り付けたり、ウエアに設けられたトンネル構造や二重構造の収納スペース内に収めたりする。しかし、配線が伸縮性に乏しく剛直であるため、配線が取り付けられた部分で生地の伸縮性が損なわれ、着心地が悪くなる。配線が取り付けられた部分に伸縮性を与えるために、配線をジグザグ状に縫い付ける等の対策が行われる場合もあるが、充分な効果が得られないことが多いうえ、そのような対策を行うことによる生産性、作業性の低下が問題となる。

また、ウエアラブルな生体信号取得機器では、水泳、入浴、発汗、降雨等で配線が濡れると、心電図や筋電図等の生体信号の計測が困難となる。そのため、配線には優れた防水性も求められる。

ＮＴＴ技術ジャーナル ２６巻、５号、４２－４４頁、「業界の垣根を超えて結実したウエアラブルセンサ－hitoe技術」、２０１４年５月１日発行 Sensors 2014, 14(7), 11957-11992; Wearable Electronics and Smart Textiles: A Critical Review

本発明は、防水性に優れ、かつ伸縮性に優れ、ウエアに適用された場合でも生地の伸縮性を損ないにくく、装着時の違和感が小さい伸縮性配線、伸縮性配線の製造方法及び衣服を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態の伸縮性配線は、伸縮性を有するチューブと、前記チューブの中に配置された導線と、前記チューブの長さ方向の両端において前記導線と前記チューブとを固定する固定部とを有し、前記チューブを伸長していない状態における前記固定部の間の長さは、前記導線の方が前記チューブよりも長く、前記固定部はかしめ部材からなり、前記かしめ部材が、平板部および前記平板部からほぼ直角に延びるスパイクを有する雄部材と、前記スパイクと圧着されることによって前記雄部材に固定されるリング状の雌部材とを有し、前記雌部材を前記雄部材に固定させることによって、前記導線と前記チューブとが前記平板部と前記雌部材とでかしめられるとともに、前記雌部材のリング状の中央部に凹み部が形成される。
本発明の一実施形態の伸縮性配線は、伸縮性を有するチューブと、前記チューブの中に配置された導線と、前記チューブの長さ方向の両端において前記導線と前記チューブとを固定する固定部とを有し、前記チューブを伸長していない状態における前記固定部の間の長さは、前記導線の方が前記チューブよりも長く、前記チューブを形成する材料がシリコーンゴムであり、前記導線を形成する材料がステンレス鋼である。
本発明の一実施形態の伸縮性配線は、伸縮性を有するチューブと、前記チューブの中に配置された導線と、前記チューブの長さ方向の両端において前記導線と前記チューブとを固定する固定部とを有し、前記チューブを伸長していない状態における前記固定部の間の長さは、前記導線の方が前記チューブよりも長く、前記導線と前記チューブとを絞り止めるように棒状の絞り止め金具が環状に変形されて、前記導線と前記チューブとが固定されている。
本発明の一実施形態の伸縮性配線は、伸縮性を有するチューブと、前記チューブの中に配置された導線と、前記チューブの長さ方向の両端において前記導線と前記チューブとを固定する固定部とを有し、前記チューブを伸長していない状態における前記固定部の間の長さは、前記導線の方が前記チューブよりも長い。
本発明の一実施形態の伸縮性配線において、前記固定部はかしめ部材からなり、前記かしめ部材が、雄部材と雌部材とを備え、前記雄部材が、第１平板部及び前記第１平板部に設けられた嵌合凸部を備え、前記雌部材が、第２平板部及び前記第２平板部に設けられた嵌合凹部を備え、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部とを嵌合させた状態で、前記導線と前記チューブとが前記第１平板部と前記第２平板部とでかしめられていてもよい。
本発明の一実施形態の伸縮性配線において、前記嵌合凸部に貫通孔が形成されており、前記導線の前記チューブの端部から露出した部分が前記貫通孔に通され、前記導線の前記貫通孔を通過した部分に前記貫通孔よりも大きい結び目が形成された状態で、前記雄部材と前記雌部材により前記導線と前記チューブとがかしめられていてもよい。
本発明の一実施形態の伸縮性配線において、前記雄部材および前記雌部材は金属からなり、前記雌部材には、突起部が形成されてもよい。
本発明の一実施形態の伸縮性配線において、前記固定部はかしめ部材からなり、前記かしめ部材が、平板部および前記平板部からほぼ直角に延びるスパイクを有する雄部材と、前記スパイクと圧着されることによって前記雄部材に固定されるリング状の雌部材とを有し、前記雌部材を前記雄部材に固定させることによって、前記導線と前記チューブとが前記平板部と前記雌部材とでかしめられるとともに、前記雌部材のリング状の中央部に凹み部が形成されてもよい。
本発明の一実施形態の伸縮性配線において、前記導線と前記チューブとが絞り止め金具により絞り止められて固定されてもよい。
本発明の一実施形態の伸縮性配線において、前記導線と前記チューブとがバンド材により縛られて固定されてもよい。
本発明の一実施形態の伸縮性配線の製造方法は、前記チューブ内に前記導線を通し、前記チューブを伸ばした状態で、前記チューブの長さ方向の両端部分でそれぞれ前記導線と前記チューブとを固定し、前記チューブを元の状態に戻すようにする。
本発明の一実施形態の衣服は、伸縮性配線が固定されている。
本発明の一実施形態の衣服は、前記伸縮性配線の一端に接続されたセンサを有していてもよい。
本発明の一実施形態の衣服は、前記伸縮性配線の他端に接続されたトランスミッタを有していてもよい。

本発明によれば、防水性に優れ、かつ伸縮性に優れ、ウエアに適用された場合でも生地の伸縮性を損ないにくく、装着時の違和感が小さい伸縮性配線、伸縮性配線の製造方法及び衣服を提供できる。

本発明の一実施形態の伸縮性配線を示す断面図である。 図１の伸縮性配線の長さ方向の端部を拡大して示す断面図である。 図１の伸縮性配線を長さ方向に延伸した状態を示す断面図である。 図１の伸縮性配線の製造工程を示す断面図である。 図１の伸縮性配線の製造工程を示す断面図である。 図１の伸縮性配線の製造工程を示す断面図である。 本発明の他の実施形態の伸縮性配線を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態の伸縮性配線を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態の伸縮性配線を示す側面図である。 本発明のさらに他の実施形態の伸縮性配線を示す断面図である。 本発明の一実施形態の伸縮性配線を装着した衣類を示す正面図である。

以下、本発明の伸縮性配線の一例を示して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

本実施形態の伸縮性配線１は、図１に示すように、チューブ１０と、導線１２と、かしめ部材１４とを備えている。
導線１２は、チューブ１０の長さ方向の第１端部１０ａから第２端部１０ｂまで到達するようにチューブ１０内に配置されている。伸縮性配線１では、チューブ１０の長さ方向の第１端部１０ａ側と第２端部１０ｂ側の両端部分のそれぞれで、導線１２とチューブ１０とがかしめ部材１４によりかしめられて固定されている。

チューブ１０は、伸縮性を有する。すなわち、チューブ１０は、長さ方向に荷重をかけて引き伸ばしたときに破断しにくく、前記荷重を取り去って収縮した後の残留変位が少ないチューブである。チューブ１０の伸縮性は、チューブ１０の材質及び厚さにより調節できる。

チューブ１０を形成する材料としては、伸縮性を有する絶縁材料を使用でき、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム等の各種エラストマーを例示できる。チューブ１０を形成する材料としては、耐熱性の点から、シリコーンゴムが好ましい。チューブ１０を形成する材料としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

チューブ１０の破断点伸度は、２５～３００％が好ましく、５０～１５０％がより好ましい。チューブ１０の破断点伸度が前記範囲の下限値以上であれば、伸縮性配線１の伸縮性が向上し、違和感がより小さくなる。チューブ１０の破断点伸度が前記範囲の上限値以下であれば、着替えの際の生地の引き延ばし等によって配線に加わるストレスに伴う配線の断裂や短絡を回避できる。
なお、チューブの破断点伸度は、ＪＩＳ Ｋ－７１２７（１９９９）に準拠して測定される。

チューブ１０の内径及び外径は、特に限定されず、チューブ１０内に導線１２を配置できるように適宜設定すればよい。例えば、チューブ１０の内径を０．１～１０ｍｍ、外径を０．２～１２ｍｍとすることができる。

チューブ１０の厚さは、０．１～１ｍｍが好ましく、０．２～０．６ｍｍがより好ましい。チューブ１０の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、充分な強度が得られやすい。チューブ１０の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、優れた伸縮性が得られやすい。

導線１２を形成する材料としては、導線に一般的に使用される材料を使用でき、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、エナメル、金、プラチナ、イリジウムを例示できる。なかでも、導線１２を形成する材料としては、錆びにくく、耐熱性に優れ、ウエアに適用した際に丸洗いが可能となる点から、ＳＵＳが好ましい。導線１２を形成する材料は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
本発明では、シリコーンゴムで形成されたチューブと、ＳＵＳ糸で形成された導線の組み合わせが特に好ましい。

導線１２の形態としては、特に限定されず、例えば、単繊維の形態であってもよく、複数の繊維を撚り合わせた撚り糸の形態であってもよい。なかでも、延伸していない状態においてチューブ１０内で導線１２が螺旋状となって絡まりにくく、より安定して存在でき、伸縮性配線１の伸縮がスムーズになる点から、導線１２は撚り糸の形態であることが好ましい。

導線１２の太さは、適宜設定でき、例えば、０．１～１０ｍｍとすることができる。なお、導線１２が複数の線からなる撚り糸の場合その外径を導線１２の太さとする。

導線１２の表面には絶縁コートが施されていてもよい。導線１２の表面が絶縁コートされていることで、伸縮に伴うインピーダンス変化が低減される。絶縁コートに使用する絶縁材料としては、公知ものを使用でき、例えば、ポリウレタン、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポイイミド、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル混合物）、ＰＥ（ポリエチレン）フッ素樹脂、ＴＵＦＲＥＴ（タフレット）、ゴムを例示できる。絶縁コートの方法としては、公知の方法を採用できる。
導線１２には、シリコーンオイル等の潤滑材、防錆材が塗布されていてもよい。

伸縮性配線１においては、チューブ１０を延伸していない状態における、導線１２の固定部間の長さＬ１がチューブ１０の固定部間の長さＬ２よりも長くなるように、導線１２がチューブ１０内に配置されて固定されている。すなわち、チューブ１０を延伸していない状態における、導線１２のかしめ部材１４，１４間の長さＬ１がチューブ１０のかしめ部材１４，１４間の長さＬ２よりも長くなるように、導線１２がチューブ１０内に配置されて固定されている。
なお、導線１２のかしめ部材１４間の長さＬ１は、図３に示すように、チューブ１０を長さ方向に引っ張って延伸し、導線１２を直線状に緊張させた状態における、チューブ１０の両端部分にそれぞれ設けられたかしめ部材１４とかしめ部材１４の距離と一致する。

前記した導線１２の固定部間の長さＬ１がチューブ１０の固定部間の長さＬ２よりも長いことで、チューブ１０を延伸していない状態においては、チューブ１０内において導線１２が螺旋状やジグザグ状等のように湾曲や屈曲を有する形状になっている。このように、導線１２自体は実質的に伸縮性がなくても、導線１２はチューブ１０内で湾曲や屈曲により緊張せず、長さ方向の延伸を許容できる余裕を有している。そのため、伸縮性配線１は、図３に示すように導線１２が直線状となるまで引っ張って延伸でき、引っ張りの荷重を解放すると図１のようにチューブ１０の伸縮性により収縮する。
また、伸縮性配線１の伸縮では、導線１２が湾曲や屈曲のある形状となったり直線状になったりするだけであるため、例えばエラストマーに導電材を混入させた導線等に比べて、伸縮に伴う導線１２のインピーダンス変動が少ない。

チューブ１０を延伸していない状態におけるチューブ１０の固定部間の長さＬ２に対する導線１２の固定部間の長さＬ１の比Ｌ１／Ｌ２は、１．１～５が好ましく、１．２～２がより好ましい。比Ｌ１／Ｌ２が前記範囲の下限値以上であれば、優れた伸縮性が得られやすく、違和感がより小さくなる。比Ｌ１／Ｌ２が前記範囲の上限値以下であれば、伸縮性配線１の製造が容易であり、生産性が高くなる。

チューブ１０内の導線１２の周囲は、空気が存在している状態であってもよく、液体が充填されている状態であってもよいが、伸縮性配線１の製造が容易な点から、空気が存在している状態が好ましい。
チューブ１０内の導線１２の周囲に充填する液体としては、チューブ１０内での導線１２の動きを阻害せず、導線１２を劣化させないものであればよく、例えば、油性オイル、シリコーンオイル、グリセリン、グリセロール等を例示できる。

かしめ部材１４は、図１及び図２に示すように、雄部材１６と雌部材１８とを備えている。
雄部材１６は、円板状の第１平板部２０と、第１平板部２０の中央部から立ち上がるように設けられた嵌合凸部２２とを備えている。嵌合凸部２２は、第１平板部２０から立ち上がる幹部２２ａと、幹部２２ａの先端に設けられた球状の頭部２２ｂとを備えている。

雌部材１８は、円板状の第２平板部２４と、第２平板部２４の中央部上に設けられた突起部２６とを備えており、突起部２６内には嵌合凹部２８が形成されている。嵌合凹部２８は、第２平板部２４の下面で開口している。雌部材１８の嵌合凹部２８は、雄部材１６の嵌合凸部２２の頭部２２ｂが嵌まり込むようになっている。
このように、雄部材１６と雌部材１８とは、嵌合凸部２２と嵌合凹部２８とが着脱自在に嵌合するようになっている。

チューブ１０の長さ方向の両端部分において、雄部材１６の第１平板部２０と雌部材１８の第２平板部２４でチューブ１０と導線１２とが挟持されるように嵌合凸部２２と嵌合凹部２８とが嵌合されることで、チューブ１０と導線１２とがかしめられて固定される。
本発明では、チューブの両端部分の固定部においてチューブと導線とを簡便にしっかりと固定できる点から、この例のように、導線とチューブとがかしめ部材によりかしめられて固定されていることが好ましい。また、かしめ部材の雄部材と雌部材を嵌合させた状態で、雄部材の第１平板部と第２平板部によって導線とチューブがかしめられることがより好ましい。

また、この例では、雄部材１６における嵌合凸部２２の幹部２２ａに貫通孔３０が形成されている。チューブ１０の第１端部１０ａ側では、導線１２のチューブ１０から露出した部分が貫通孔３０に通され、さらに導線１２の貫通孔３０を通過した末端側の部分に貫通孔３０よりも大きい結び目３２が形成された状態で、雄部材１６と雌部材１８により導線１２とチューブ１０とがかしめられている。チューブ１０の第２端部１０ｂ側でも同様に、導線１２のチューブ１０から露出した部分が貫通孔３０に通されて結び目３２が形成された状態で、雄部材１６と雌部材１８により導線１２とチューブ１０とがかしめられている。

このように、本発明では、導線のチューブの端部から露出した部分をかしめ部材の貫通孔に通し、導線の貫通孔を通過した部分に貫通孔よりも大きい結び目を形成した状態で導線とチューブをかしめることが好ましい。
本実施形態のように導線１２の末端側を嵌合凸部２２の貫通孔３０に通して結び目３２を形成することで、導線１２とチューブ１０とを固定する際に導線１２が予期せず抜けることを抑制でき、雄部材１６と雌部材１８の間に導線１２を安定して配置できる。そのため、かしめ部材１４による導線１２とチューブ１０の固定をより簡便に行うことができ、歩留まりが向上する。

かしめ部材１４を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、真鍮、銅、鉄、銀、金、白金、アルミニウム、錫等の金属を例示できる。かしめ部材１４を金属製とすることで、かしめ部材１４を他の部材と電気的に接続する雄コネクタとしても使用できる。
かしめ部材１４としては、例えば、スナップボタンを採用できる。

伸縮性配線１の製造方法としては、以下に示す方法が挙げられる。
図４Ａに示すように、チューブ１０内に導線１２を通し、チューブ１０に長さ方向に引っ張る荷重をかけ、チューブ１０を伸ばした状態とする。この状態で、図４Ｂに示すように、チューブ１０の長さ方向の両端部分でそれぞれかしめ部材１４により導線１２とチューブ１０とをかしめて固定する。その後、図４Ｃに示すように、チューブ１０を引っ張る荷重を解放し、チューブ１０を延伸していない元の状態に戻すことで伸縮性配線１が得られる。

より具体的には、チューブ１０として外径２ｍｍ、壁厚約０．２ｍｍのシリコンチューブを用い、導線１２として長さ約１４０ｃｍのＳＵＳ（Steel Use Stainless）線を用いた例について説明する。ＳＵＳ線（ＳＵＳ３０４）の太さは１２μｍ、質量０．２２ｇ/ｍである。このＳＵＳ線にシリコンチューブを被膜し、シリコンチューブとＳＵＳ線との両端を固定し、チューブおよびＳＵＳ線の長さが約５０％になるように収縮させた。
このようにして得られた伸縮性配線１は、張力をかけない状態で線径２．５ｍｍ、長さ６０ｃｍであった。この伸縮性配線１に長さ方向に張力をかけ、完全に伸長させたときの長さは１３６ｃｍであった。この伸縮性配線１が伸長を開始するときの張力（初動感度）は、０．０３ニュートン（Ｎ）であり、完全に伸長させるのに要する張力（最大伸長時張力）は１．２Ｎであった。この伸縮性配線１のＳＵＳ線の直流抵抗値は３０．５Ωであり、伸縮にともなう抵抗値の変化は見られなかった。この伸縮性配線１を完全に伸長させた後、張力を解除すると、線径２．５ｍｍ、長さ６０ｃｍに戻った。

上記の通り、この伸縮性配線１は、小さい張力で伸長させることができる。したがって、この伸縮性配線１は、被験者が衣類とともに装着したときに、ゴム紐のように違和感なく伸長する。この伸縮性配線１は、ウエラブル配線として使用する場合に体の動きとともに伸長したときに、接続された生体電極に張力を及ぼさない。したがって、生体電極が装着された位置からズレることがなく、生体電極から得られる信号の歪が発生しにくい。
この伸縮性配線１の線径は２．５ｍｍであり、従来のケーブルと比較して細い。また、この伸縮性配線１は、チューブとしてシリコンチューブを使用しているため、柔軟であり、肌触りがよい。伸縮性配線１を衣類に装着して、直接皮膚にあたっても違和感を生じにくく、長期間の生体計測に適している。シリコンとＳＵＳ線とを用いた伸縮性配線１は、熱に対しても薬品に対しても強く、洗濯機で丸洗いが可能であり、乾燥機やドライヤーで乾燥することもできる。

本実施形態の伸縮性配線１のように、チューブ１０の第１端部１０ａ側と第２端部１０ｂ側において、導線１２のチューブ１０から露出した部分を貫通孔３０に通して結び目３２を形成する場合、その作業はチューブ１０を延伸した状態で行ってもよく、チューブ１０を延伸する前に行ってもよい。
チューブ１０及び導線１２の製造方法としては、公知の方法を採用できる。

以上説明したように、本発明においては、伸縮性を有するチューブ内に導線が配置され、チューブを延伸していない状態の導線の固定部間の長さがチューブの固定部間の長さよりも長くなるように、チューブの両端部分で導線とチューブとが固定されている。これにより、本発明の伸縮性配線は延伸していない状態ではチューブ内で導線が湾曲や屈曲を有する余裕のある形状で存在しているため、優れた伸縮性が得られる。

なお、本発明の伸縮性配線は、前記した伸縮性配線１には限定されない。
例えば、本発明の伸縮性配線においてチューブと導線とを固定する態様は、かしめ部材１４を用いる態様には限定されない。本発明の伸縮性配線は、かしめ部材１４において雄部材１６に貫通孔３０が形成されていないかしめ部材でチューブと導線とをかしめて固定するものであってもよい。

本発明の伸縮性配線は、導線とチューブとが絞り止め金具により絞り止められて固定されているものであってもよい。具体的には、例えば、図５に例示した伸縮性配線２であってもよい。
伸縮性配線２は、チューブ１０と導線１２とがかしめ部材１４で固定される代わりに絞り止め金具４０で固定されている以外は、伸縮性配線１と同様の態様である。

絞り止め金具４０は、棒状の金具であり、チューブ１０の長さ方向の第１端部１０ａ側の部分で、導線１２とチューブ１０とを絞り止めるように環状に変形されている。このように、伸縮性配線２では、チューブ１０の長さ方向の第１端部１０ａ側の部分で、導線１２とチューブ１０とが絞り止め金具４０で絞り止められて固定されている。チューブ１０の長さ方向の第２端部１０ｂ側の部分でも、導線１２とチューブ１０とが絞り止め金具４０で絞り止められて固定されている。

絞り止め金具４０を構成する金属としては、例えば、ＳＵＳ、真鍮、鉄、アルミニウムを例示できる。絞り止め金具４０を構成する金属は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
絞り止め金具４０の長さ及び太さは、導線１２とチューブ１０とがしっかりと固定できる範囲であればよく、適宜設定できる。

本発明の伸縮性配線は、導線とチューブとがバンド材により縛られて固定されているものであってもよい。具体的には、例えば、図６に例示した伸縮性配線３であってもよい。
伸縮性配線３は、チューブ１０と導線１２とがかしめ部材１４で固定される代わりにバンド材５０で固定されている以外は、伸縮性配線１と同様の態様である。

伸縮性配線３では、チューブ１０の長さ方向の第１端部１０ａ側の部分で、導線１２とチューブ１０とが、バンド材５０が巻き付けられて縛られることで固定されている。チューブ１０の長さ方向の第２端部１０ｂ側の部分でも、導線１２とチューブ１０とが、バンド材５０が巻き付けられて縛られることで固定されている。

バンド材５０の形態としては、導線とチューブとを縛って固定できるものであればよく、例えば、結束バンド、紐を例示できる。バンド材５０としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
バンド材５０を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリスチレン、ナイロン、ポリカーボネード、フッ素樹脂、シリコーンゴム、ＳＵＳや真鍮、鉄、アルミニウム等の金属を例示できる。
バンド材５０の長さ及び太さは、導線１２とチューブ１０とがしっかりと固定できる範囲であればよく、適宜設定できる。

本発明の伸縮性配線は、圧着端子を用いてチューブと導線とを圧着して固定するものであってもよい。圧着端子としては、チューブと導線とを圧着して固定できるものであればよく、配線に通常用いられる公知の圧着端子を採用できる。

本発明の伸縮性配線は、図７に示すように、チューブ１０の長さ方向の第１端部１０ａ側と第２端部１０ｂ側の部分をそれぞれ導線１２とともに結んでチューブ１０と導線１２とを固定した伸縮性配線４であってもよい。

本発明の伸縮性配線は、チューブの長さ方向の両端部分にピン端子を挿し込み、チューブにおけるピン端子を挿し込んだ部分を紐で縛ってチューブと導線とを固定した伸縮性配線であってもよい。ピン端子としては、特に限定されず、配線に通常用いられる公知の圧着端子を採用できる。

前述したように、図２に示された伸縮性配線１のかしめ部材１４は、雄コネクタとして使用することができる。以下に説明するように、他の実施形態において、かしめ部材は雌コネクタとして使用することもできる。
すなわち、図８を参照すると、かしめ部材１１４は、リング状雄部材１１６とリング状の雌部材１１８とを有する。ばね性を有する雌部材１１８は、雄部材１１６に形成されたスパイク１２８に圧着されてリング状雄部材１１６に固定される。リング状雄部材１１６は、リング状の平板部１２４を有する。スパイク１２８は、平板部１２４に対してほぼ直角に延びるように形成される。雌部材１１８は、雄部材１１６にかしめられることによって、平板部１２４との間に挟まれたチューブ１０の端部１０ａを平坦部１２４に圧接する。すなわち、雌部材１１８は、スパイク１２８と雌部材１１６とのばね力によってチューブ１０の端部１０ａを平坦部１２４に圧接する。これにより、チューブ１０と導線１２とが雌部材１１８および平板部１２４によって固定される。

チューブ１０から引き出された導線１２には結び目３２が形成される。この結び目３２は、スパイク１２３よりもリング状雄部材１１６の中心に配置され、導線１２およびチューブ１０が雄部材１１６から外れるのを防いでいる。

リング状の雌部材１１８およびリング状雄部材１１６は金属製である。従って、上記構成により、導線１２は雄部材１１６を介して雌部材１１８と電気的に接続される。雌部材１１８には、中央部に凹み部５１が形成される。この凹み部５１は図２に示された雄コネクタの突起部２６と係合することによって、図2に示された雄コネクタと図8に示された雌コネクタとが電気的に接続される。

本発明においては、チューブと導線とを固定する態様として、前記した態様の２つ以上を組み合わせてもよい。
本発明においては、工業的な生産性に優れる点から、前記した態様のなかでも、かしめ部材１４のような雄部材と雌部材とを備えるかしめ部材によってチューブと導線とをかしめて固定する態様が好ましい。

また、本発明の伸縮性配線においては、チューブの両端部分に加えて、チューブの長さ方向における該両端部分以外の部分でもチューブと導線とを固定してもよい。すなわち、本発明の伸縮性配線におけるチューブと導線とが固定される固定部の数は、２つには限定されず、３つ以上であってもよい。

以上説明したように、本発明においては、伸縮性を有するチューブ内に導線が配置され、チューブを延伸していない状態の導線の固定部間の長さがチューブの固定部間の長さよりも長くなるように、チューブの両端部分で導線とチューブとが固定されている。これにより、本発明の伸縮性配線は延伸していない状態ではチューブ内で導線が湾曲や屈曲を有する余裕のある形状で存在しているため、優れた伸縮性が得られる。

本発明の伸縮性配線はこのように伸縮性に優れるため、特にウエアラブルな生体信号取得機器に適している。例えば下着等の衣服型の生体信号取得装置に本発明の伸縮性配線を適用することで、着たり脱いだりする際にニット生地の伸縮性を損ないにくく、違和感を低減できる。また、本発明の伸縮性配線を適用した衣服を身につけた状態では、伸縮性配線が収縮状態で衣服の中に通されたゴム紐のような状態となり、生地にフィットした状態で収納されるため、違和感が少ない。
また、本発明の伸縮性配線は、導線がチューブ内に収容されているため、防水性にも優れている。

図９は伸縮性配線１を衣服に固定した模式図である。伸縮性配線１の両端はそれぞれトランスミッタ１０１とセンサ１０２とを接続している。
ここで衣服は図９に図示したズボンの他、マフラーや包帯、靴下など、本発明の配線を固定できるものなら種類を問わず、配線の固定法も任意で良い。また、センサ１０２はウエアラブル電極や脈拍センサ、体温計、加速度計など、必要に応じたセンサを選べば良く、センサの数や種類が複数でも良い。

たとえば、脈拍センサを用いる場合、センサ１０２で計測した脈拍データをトランスミッタ１０１で外部に転送することができる。なお、配線１は衣服の内外どちらに配しても良いが、内側に配すれば配線が人目に触れることがなく、装着者は配線を意識せずに生体データを取得するスマートウェアとして活用することができる。
トランスミッタ１０１とセンサ１０２の固定法、固定位置も任意で良い。たとえば、トランスミッタ１０１をズボンに固定し、センサ１０２を靴下に固定するなど、異なる衣服を跨いだ固定でも良い。

また、本発明の伸縮性配線では、導線としてＳＵＳ糸を用いることで、伸縮性配線を適用したウエアの丸洗いが可能である。またシリコーンゴムで形成されたチューブを用いた伸縮性配線は耐熱性、耐薬品性に優れるため、該伸縮性配線を適用したウエアは耐火難燃、耐薬品ウエアとして過酷な環境にも用いることができる。

１～４ 伸縮性配線
１０ チューブ
１０ａ 第１端部
１０ｂ 第２端部
１２ 導線
１４ かしめ部材
１６ 雄部材
１８ 雌部材
２０ 第１平板部
２２ 嵌合凸部
２２ａ 幹部
２２ｂ 頭部
２４ 第２平板部
２６ 突起部
２８ 嵌合凹部
３０ 貫通孔
３２ 結び目
４０ 絞り止め金具
５０ バンド材

Claims (6)

1. 伸縮性を有するチューブと、
   前記チューブの中に配置された導線と、
   前記チューブの長さ方向の両端において前記導線と前記チューブとを固定する固定部と
   を有し、
   前記チューブを伸長していない状態における前記固定部の間の長さは、前記導線の方が前記チューブよりも長く、
   前記固定部は、リング状の雄部材とリング状の雌部材とを有するかしめ部材からなり、
   前記雄部材は、リング状の平板部と、前記平板部の表面からほぼ直角に立ち上がるように延び、かつ先端側部分が外側に広がったリング状のスパイクとを有し、
   前記雌部材が前記スパイクと圧着されることによって前記スパイクが前記雌部材の内側に嵌まり込んだ状態で、前記導線と前記チューブとが前記平板部と前記雌部材とで挟まれてかしめられ、
   前記雌部材の中央部には凹み部が形成されている、伸縮性配線。
2. 第１伸縮性配線と第２伸縮性配線とを備え、
   前記第１伸縮性配線と前記第２伸縮性配線はいずれも、伸縮性を有するチューブと、前記チューブの中に配置された導線と、前記チューブの長さ方向の両端において前記導線と前記チューブとを固定する固定部とを有し、かつ、前記チューブを伸長していない状態における前記固定部の間の長さは、前記導線の方が前記チューブよりも長く、
   前記第１伸縮性配線の固定部は、第１雄部材と第１雌部材とを有するかしめ部材からなる雄コネクタであり、
   前記第１雄部材は、第１平板部及び前記第１平板部に設けられた嵌合凸部を備え、
   前記第１雌部材は、第２平板部及び前記第２平板部に設けられた突起部を備え、かつ前記突起部内に嵌合凹部が形成されており、
   前記嵌合凸部と前記嵌合凹部とを嵌合させた状態で、前記第１伸縮性配線の導線とチューブとが前記第１平板部と前記第２平板部とでかしめられ、
   前記第２伸縮性配線の固定部は、リング状の第２雄部材とリング状の第２雌部材とを有するかしめ部材からなる雌コネクタであり、
   前記第２雄部材は、リング状の第３平板部と、前記第３平板部の表面からほぼ直角に立ち上がるように延び、かつ先端側部分が外側に広がったリング状のスパイクとを有し、
   前記第２雌部材が前記スパイクと圧着されることによって前記スパイクが前記第２雌部材の内側に嵌まり込んだ状態で、前記第２伸縮性配線の導線とチューブとが前記第３平板部と前記第２雌部材とで挟まれてかしめられ、
   前記第２雌部材の中央部には凹み部が形成されており、
   前記雄コネクタの前記突起部と前記雌コネクタの前記凹み部とが係合されることにより、前記第１伸縮性配線と前記第２伸縮性配線が電気的に接続されている、伸縮性配線。
3. 請求項１又は２に記載の伸縮性配線の製造方法であって、
   前記チューブ内に前記導線を通し、前記チューブを伸ばした状態で、前記チューブの長さ方向の両端部分でそれぞれ前記導線と前記チューブとを固定し、前記チューブを元の状態に戻す、伸縮性配線の製造方法。
4. 請求項１又は２に記載の伸縮性配線が固定された衣服。
5. 前記伸縮性配線の一端に接続されたセンサを有する請求項４に記載の衣服。
6. 前記伸縮性配線の他端に接続されたトランスミッタを有する請求項５に記載の衣服。

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