JP7842404B2 - シート状導電部材の製造方法、シート状導電部材、コネクタ、衣服およびコネクタ実装方法 - Google Patents
シート状導電部材の製造方法、シート状導電部材、コネクタ、衣服およびコネクタ実装方法Info
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Description
また、この発明は、シート状導電部材を有するコネクタ、コネクタが実装された衣服、および、コネクタを衣服に実装するコネクタ実装方法にも関している。
電極とウエアラブルデバイスとの接続は、例えば、電極から引き出された配線部に接続されるコネクタを用いることにより行うことができる。
タブシート5が衣服8に固定されることで、コネクタ1が衣服8に取り付けられる。
シート状導電部材6がコネクタ1に取り付けられると、それぞれのフレキシブル導体6Bの一端部が、対応するコンタクト3に接触して接続され、それぞれのフレキシブル導体6Bの他端部が、衣服8に配置された図示しない導電性の配線部に接続される。
これにより、計測箇所に配置された衣服8の電極が、配線部およびフレキシブル導体6Bを介してコネクタ1のコンタクト3に電気的に接続される。
しかしながら、導電糸の刺繍または編み込みによりフレキシブル導体6Bを形成しようとすると、互いに隣接するフレキシブル導体6Bの短絡を回避するために、複数のフレキシブル導体6Bを個別に作製する必要がある。このため、複数のフレキシブル導体6Bの数だけ、導電糸の刺繍または編み込みを繰り返さなければならず、シート状導電部材6の製造に多大の時間と手間を要するという問題がある。
また、この発明は、このようなシート状導電部材の製造方法により製造されるシート状導電部材、シート状導電部材を有するコネクタ、コネクタが実装された衣服、および、コネクタを衣服に実装するコネクタ実装方法を提供することも目的としている。
実装対象物に実装されるコネクタに取り付けられ且つ実装対象物の複数の配線部をコネクタの複数のコンタクトに電気的に接続するシート状導電部材の製造方法であって、
シート本体領域とシート本体領域の周辺に位置する周辺領域とを含む絶縁性のシート部材の表面上に露出するようにシート部材に導電糸を連続して刺繍する、または、編み込むことにより、シート本体領域内に位置し且つ、それぞれ、対応する配線部に電気的に接続される第1端部と、対応するコンタクトに電気的に接続される第2端部と、第1端部および第2端部を互いに連結する連結部とを有する複数のフレキシブル導体と、それぞれ周辺領域に位置し且つ複数のフレキシブル導体のうち対応する2つのフレキシブル導体を接続する少なくとも1つの接続導体を形成し、シート部材の周辺領域をシート本体領域から切り離し且つ少なくとも1つの接続導体を複数のフレキシブル導体から切り離す方法である。
導電糸を、シート本体領域内において、複数のフレキシブル導体のうち1つのフレキシブル導体における第1端部から連結部を介して第2端部に至り、第2端部において折り返して連結部を介して第1端部に戻った後、接続導体としてシート本体領域内から周辺領域に一旦出てシート本体領域内に戻り、次のフレキシブル導体の第1端部に向かうように刺繍し、または、編み込み、導電糸の刺繍または編み込みを繰り返すことにより、複数のフレキシブル導体と複数の接続導体を交互に形成することが好ましい。
複数のフレキシブル導体のそれぞれにおける第1端部は、第2端部よりもシート本体領域と周辺領域との境界部に近接していることが好ましい。
実装対象物に実装されるコネクタに取り付けられ且つ実装対象物の複数の配線部をコネクタの複数のコンタクトに電気的に接続するシート状導電部材であって、
絶縁性のシート本体と、
それぞれシート本体の表面上に露出するようにシート本体に刺繍された、または、編み込まれた導電糸により形成され且つシート本体の表面に沿って延びている複数のフレキシブル導体と
を備え、
複数のフレキシブル導体は、それぞれ、対応する配線部に電気的に接続される第1端部と、対応するコンタクトに電気的に接続される第2端部と、第1端部および第2端部を互いに連結する連結部とを有し、
第1端部を形成する導電糸に連続する導電糸が第1端部からシート本体の縁部にまで延びているものである。
複数のフレキシブル導体のそれぞれにおける第1端部からシート本体の縁部にまで2本の導電糸が延びていることが好ましい。
実装対象物に実装されるコネクタであって、
上記のシート状導電部材と、
シート状導電部材の第2端部に電気的に接続されるコンタクトと、
シート状導電部材およびコンタクトを保持するための絶縁性のハウジングと
を備え、嵌合方向に沿って相手側コネクタに嵌合するものである。
コンタクトは、第1インシュレータから嵌合方向に突出し且つ相手側コネクタのコンタクトに接触するための接触部と、ハウジング内に位置し且つシート状導電部材のフレキシブル導体の第2端部に接続される接続部とを有することが好ましい。
第2インシュレータは、嵌合方向に沿って延び且つ第1対向面に対向する第2対向面を有し、
第1対向面と第2対向面との間にシート状導電部材のフレキシブル導体の第2端部とコンタクトの接続部とが挟まれた状態で互いに電気的に接続されるように構成することができる。
被保持部は、第1インシュレータと第2インシュレータとの間において、所定の組み込み方向に挟まれるように構成してもよい。
この場合、所定の組み込み方向は、嵌合方向と同一にすることができる。
第1インシュレータとシート状導電部材との間に挟まれる絶縁性のタブシートを備え、
タブシートは、実装対象物に縫合されることにより実装対象物に固定されることが好ましい。
シート状導電部材の一部を通すためのスリットを有することが好ましい。
上記のコネクタを実装対象物としての衣服に実装するコネクタ実装方法であって、
シート状導電部材の第1端部が衣服の配線部に重なるようにシート状導電部材を衣服に対して配置し、
第1端部を配線部に縫合することによりシート状導電部材を衣服に取り付け且つ第1端部を配線部に電気的に接続する
方法である。
シート状導電部材の第2端部を、衣服の表面側に配置し、
シート状導電部材の第1端部を、衣服に形成されたスリットを通して衣服の裏面側において配線部に重なるように配置し、
第1端部を配線部に縫合するように構成することもできる。
図1および図2に、実施の形態に係るコネクタ11を示す。コネクタ11は、例えば、導電性の配線部を有する実装対象物としての衣服に装着され、ウエアラブルデバイスを嵌合するためのコネクタとして使用されるもので、絶縁性材料からなるハウジング12を有している。ハウジング12には、複数のコンタクト13が保持され、さらに、ハウジング12により、タブシート14とシート状導電部材15が互いに重ねられた状態で保持されている。
複数のコンタクト13は、互いに平行な2列に配列された状態で、シート状導電部材15に対して垂直に突出するように配置されている。
また、複数のコンタクト13は、それぞれ、第1インシュレータ16に仮保持され、第2インシュレータ17は、シート状導電部材15とタブシート14を間に挟みながら、所定の組み込み方向D1であるZ方向に沿って、第1インシュレータ16に組み込まれる。なお、所定の組み込み方向D1は、コネクタ11が相手側コネクタと嵌合する嵌合方向と同一である。
凹部16EのX方向を向いた内壁面16Hは、嵌合方向であるZ方向に沿って延びる第1対向面を構成している。
さらに、基部16Aの-Z方向側の面には、-Z方向に向かって突出する複数の固定ポスト16Jが形成されている。
凸部17Bは、第1インシュレータ16との組み込み時に、第1インシュレータ16の凹部16Eに挿入されるもので、凹部16Eよりもわずかに小さいサイズを有している。
また、基部17Aには、凸部17Bの周辺に配置され且つ基部17AをZ方向に貫通する複数の貫通孔17Dが形成されている。これらの貫通孔17Dは、第1インシュレータ16の複数の固定ポスト16Jに対応している。
なお、凸部17BのX方向を向いた外側面17Eは、嵌合方向であるZ方向に沿って延びる第2対向面を構成している。
コンタクト13は、金属等の導電性材料により形成された帯状部材からなるプラグ型のコンタクトであり、Z方向に延び且つU字状に曲げられたU形状部13Aを有している。U形状部13Aは、それぞれYZ面に沿って延び且つ互いにX方向に対向する一対の伸長部13Bおよび13Cと、一対の伸長部13Bおよび13Cの+Z方向端部を互いに連結する頂部13Dとから形成されている。伸長部13Bの-Z方向端部に、XY面に沿って延びる被保持部13Eを介して、YZ面に沿って延びる平板部13Fが接続されている。
コンタクト13が図2および図3に示されるハウジング12に保持されたときに、コンタクト13の接触部S1は、ハウジング12から+Z方向に突出し、コンタクト13の接続部S2は、ハウジング12内に配置される。
なお、図2および図3に示される複数のコンタクト13のうち、-X方向側に配列されたコンタクト13は、図8および図9に示されるコンタクト13と同一の構成を有しているが、X方向に関して反対向きに配置されている。
また、タブシート14の開口部14Aの周辺には、複数の貫通孔14Bが形成されている。これらの貫通孔14Bは、第1インシュレータ16の複数の固定ポスト16Jに対応している。
シート本体18は、ほぼ正方形状を有し且つXY面に沿って延びており、中央部にH字形状の開口部18Aを有している。開口部18Aは、シート状導電部材15をコネクタ11に取り付ける際に利用されるもので、開口部18Aには、シート本体18の一部からなり且つ開口部18A内に互いにX方向に対向するように突出する一対の突出片18Bが形成されている。
また、シート本体18の開口部18Aの周辺には、複数の貫通孔18Cが形成されている。これらの貫通孔18Cは、第1インシュレータ16の複数の固定ポスト16Jに対応している。
シート状導電部材15は、シート本体18の開口部18Aの+X方向側に配置される複数のフレキシブル導体20と、開口部18Aの-X方向側に配置される複数のフレキシブル導体20を有している。
なお、シート本体領域R1から周辺領域R2に退出する際には、周辺領域R2からシート本体領域R1内に進入させた導電糸の上に導電糸を重ねて縫い付けることもできる。
このとき、図13に示されるように、周辺領域R2からシート本体領域R1内に進んだ導電糸22により、それぞれのフレキシブル導体20の第1端部20Aの一部を形成した後、第1端部20Aから連結部20Cを介して第2端部20Bに至り、第2端部20Bにおいて折り返し、連結部20Cを介して第1端部20Aに戻り、第1端部20Aの残部を形成することができる。
すべてのフレキシブル導体20の形成が完了すると、シート本体領域R1内に複数のフレキシブル導体20が配置され、周辺領域R2に複数のフレキシブル導体20を順次接続する複数の接続導体21が配置された状態となる。
なお、以上の複数のフレキシブル導体20および複数の接続導体21は、例えば、刺繍ミシンを用いて形成することができ、また、手縫いにより形成することもできる。
なお、開口部18Aは、切断線CLに沿ったシート部材SHおよびシート本体18の切断と同時ではなく、シート本体18を形成した後に、別工程としてシート本体18の中央部を切り抜くことで形成してもよい。また、開口部18Aが予め形成されたシート部材SHを用いることもできる。
なお、上記のシート状導電部材15の製造方法では、図13に示されるように、接続導体21が、互いに隣接するフレキシブル導体20を接続するように配置されているが、接続導体21は、必ずしも互いに隣接するフレキシブル導体20を接続する必要はなく、間に他のフレキシブル導体20を介して互いに離れた2つのフレキシブル導体20を接続するように配置することもできる。
また、シート本体領域R1内に配置されたフレキシブル導体20の個数が2つである場合には、周辺領域R2に配置される接続導体21は1つとなる。
また、それぞれのフレキシブル導体20の第1端部20AのY方向の幅W1は、第2端部20BのY方向の幅W2よりも大きく設定されており、連結部20Cは、第2端部20Bと同じ幅を有している。
さらに、それぞれのフレキシブル導体20の第1端部20Aは、Y方向の幅W1よりも長いX方向の長さL1を有している。
さらに、シート本体18の開口部18Aの-X方向側に配置される複数のフレキシブル導体20においても、同様に、それぞれのフレキシブル導体20の第1端部20Aは、第2端部20BのY方向の幅W2よりも大きいY方向の幅W1を有し、連結部20Cは、第2端部20Bと同じ幅を有し、第1端部20Aは、Y方向の幅W1よりも長いX方向の長さL1を有している。
また、第2インシュレータ17の凸部17Bが、-Z方向からシート状導電部材15の開口部18Aおよびタブシート14の開口部14Aに順次通された後、第1インシュレータ16の凹部16Eに挿入される。このとき、シート状導電部材15の開口部18A内に配置されている一対の突出片18Bが、第2インシュレータ17の凸部17Bにより押されて+Z方向に折り曲げられながら、第1インシュレータ16の凹部16Eの内壁面16Hに接しているコンタクト13の平板部13Fと第2インシュレータ17の凸部17Bの外側面17Eとの間に入り込む。
第2インシュレータ17の-Z方向側に突出した第1インシュレータ16の固定ポスト16Jの-Z方向端部が加熱変形されることにより、第2インシュレータ17が第1インシュレータ16に対して固定される。
これにより、図1に示されるコネクタ11が組み立てられる。
図17に示されるように、衣服31には、コネクタ11の取り付けが予定される箇所に2本のスリット32が形成されている。2本のスリット32は、X方向に間隔を隔てて互いに平行にY方向に延びており、衣服31の表面から裏面まで貫通している。2本のスリット32は、それぞれ、Y方向に沿って、コネクタ11のシート状導電部材15のY方向の長さよりもわずかに長い長さを有し、また、コネクタ11のハウジング12のX方向の長さよりもわずかに長い間隔で互いにX方向に隔てられている。
図18に示されるように、衣服31の-Z方向を向いた裏面には、2本のスリット32に対して直交する+X方向および-X方向にそれぞれ伸びる、複数の導電性の配線部33が形成されている。これらの配線部33の一端は、対応するスリット32の近傍において、シート状導電部材15の複数の第1端部20Aと同じ配列ピッチでY方向に配列され、また、第1端部20Aとほぼ同じY方向の幅を有している。
衣服31の2本のスリット32を通して衣服31の-Z方向を向いた裏面側に引き出されたシート状導電部材15の+X方向側部分および-X方向側部分は、複数の配線部33の一端の上に重なるように配置される。
そこで、縫合糸41を用いて衣服31とシート状導電部材15を縫い合わせることで、シート状導電部材15の複数の第1端部20Aを衣服31の複数の配線部33にそれぞれ電気的に接続することができる。
なお、図19では、衣服31とシート状導電部材15とが、縫合糸41を用いて、いわゆる「なみ縫い」または「走り縫い」により縫い合わされているが、これに限るものではない。
このため、第1端部20Aと配線部33との間に、大きい接触面積を確保することができ、高い信頼性をもって第1端部20Aを配線部33に電気的に接続することが可能となる。
また、コネクタ11のタブシート14も、縫合糸41を用いて、衣服31に縫合することで、コネクタ11を衣服31に固定することができる。
ただし、絶縁性の糸を縫合糸41として用いれば、縫合糸41により、シート状導電部材15の複数の第1端部20Aを衣服31の複数の配線部33をまとめて縫合することもできる。
そこで、導電性を有する縫合糸42を用いて、第1端部20Aからシート本体18および衣服31を通して配線部33まで縫合することで、縫合糸42を介して第1端部20Aと配線部33を電気的に接続することができる。
なお、導電性を有する縫合糸42を用いる場合には、複数の第1端部20Aの短絡を防止するために、複数の第1端部20Aに対し、それぞれ独立した縫合糸42を用いて対応する配線部33に縫合する必要がある。
複数のコンタクト53は、コネクタ11の複数のコンタクト13に対応し、複数のコンタクト13と同じ配列ピッチで、互いに平行な2列に配列されている。それぞれのコンタクト53は、-Z方向に向けられており、コネクタ11のプラグ型のコンタクト13に対応するレセプタクル型のコンタクトである。
図22に示されるように、相手側コネクタ51は、第1インシュレータ54および第2インシュレータ55を有しており、これら第1インシュレータ54および第2インシュレータ55によりハウジング52が構成されている。
複数のコンタクト53は、第2インシュレータ55に保持され、周回溝52Aも、第2インシュレータ55に形成されている。
ハウジング52とは反対側の+Z方向を向いた回路基板56の表面上には、複数のコンタクト53に接続された、図示しない無線送信回路等が搭載されている。
さらに、上記の実施の形態では、シート状導電部材15のフレキシブル導体20が、シート本体18に刺繍された導電糸より形成されているが、これに限るものではなく、絶縁性の布地または編地からなるシート本体18に導電糸を編み込むことにより、フレキシブル導体20を形成することもできる。
また、上記の実施の形態では、コネクタ11が実装対象物としての衣服31に実装されているが、実装対象物は、衣服31に限るものではなく、例えば、ユーザが携帯または身に着けるバッグ類、ユーザの体を預けるシート、ベッド、寝具等にコネクタ11を実装することもできる。
Claims (17)
- 実装対象物に実装されるコネクタに取り付けられ且つ前記実装対象物の複数の配線部を前記コネクタの複数のコンタクトに電気的に接続するシート状導電部材の製造方法であって、
シート本体領域と前記シート本体領域の周辺に位置する周辺領域とを含む絶縁性のシート部材の表面上に露出するように前記シート部材に導電糸を連続して刺繍する、または、編み込むことにより、前記シート本体領域内に位置し且つ、それぞれ、対応する前記配線部に電気的に接続される第1端部と、対応する前記コンタクトに電気的に接続される第2端部と、前記第1端部および前記第2端部を互いに連結する連結部とを有する複数のフレキシブル導体と、それぞれ前記周辺領域に位置し且つ前記複数のフレキシブル導体のうち対応する2つのフレキシブル導体を接続する少なくとも1つの接続導体を形成し、
前記シート部材の前記周辺領域を前記シート本体領域から切り離し且つ前記少なくとも1つの接続導体を前記複数のフレキシブル導体から切り離す
ことを特徴とするシート状導電部材の製造方法。 - 前記シート本体領域と前記周辺領域との境界部において前記シート部材および前記導電糸を切断することにより、前記シート部材の前記周辺領域を前記シート本体領域から切り離し且つ前記少なくとも1つの接続導体を前記複数のフレキシブル導体から切り離す請求項1に記載のシート状導電部材の製造方法。
- 前記導電糸を、前記シート本体領域内において、前記複数のフレキシブル導体のうち1つの前記フレキシブル導体における前記第1端部から前記連結部を介して前記第2端部に至り、前記第2端部において折り返して前記連結部を介して前記第1端部に戻った後、前記接続導体として前記シート本体領域内から前記周辺領域に一旦出て前記シート本体領域内に戻り、次の前記フレキシブル導体の前記第1端部に向かうように刺繍し、または、編み込み、
前記導電糸の刺繍または編み込みを繰り返すことにより、前記複数のフレキシブル導体と前記複数の接続導体を交互に形成する請求項1または2に記載のシート状導電部材の製造方法。 - 前記複数のフレキシブル導体のそれぞれにおける前記第1端部は、前記第2端部よりも前記シート本体領域と前記周辺領域との前記境界部に近接している請求項2に記載のシート状導電部材の製造方法。
- 実装対象物に実装されるコネクタに取り付けられ且つ前記実装対象物の複数の配線部を前記コネクタの複数のコンタクトに電気的に接続するシート状導電部材であって、
絶縁性のシート本体と、
それぞれ前記シート本体の表面上に露出するように前記シート本体に刺繍された、または、編み込まれた導電糸により形成され且つ前記シート本体の表面に沿って延びている複数のフレキシブル導体と
を備え、
前記複数のフレキシブル導体は、それぞれ、対応する前記配線部に電気的に接続される第1端部と、対応する前記コンタクトに電気的に接続される第2端部と、前記第1端部および前記第2端部を互いに連結する連結部とを有し、
前記第1端部を形成する前記導電糸に連続する前記導電糸が前記第1端部から前記シート本体の縁部にまで延びていることを特徴とするシート状導電部材。 - 前記複数のフレキシブル導体のそれぞれにおける前記第1端部から前記シート本体の縁部にまで2本の前記導電糸が延びている請求項5に記載のシート状導電部材。
- 前記実装対象物に実装される前記コネクタであって、
請求項5または6に記載の前記シート状導電部材と、
前記シート状導電部材の前記第2端部に電気的に接続される前記コンタクトと、
前記シート状導電部材および前記コンタクトを保持するための絶縁性のハウジングと
を備え、嵌合方向に沿って相手側コネクタに嵌合することを特徴とするコネクタ。 - 前記ハウジングは、前記シート状導電部材を間に挟んで所定の組み込み方向に沿って互いに組み込まれる第1インシュレータおよび第2インシュレータを有し、
前記コンタクトは、前記第1インシュレータから前記嵌合方向に突出し且つ前記相手側コネクタのコンタクトに接触するための接触部と、前記ハウジング内に位置し且つ前記シート状導電部材の前記フレキシブル導体の前記第2端部に接続される接続部とを有する請求項7に記載のコネクタ。 - 前記第1インシュレータは、前記嵌合方向に沿って延びる第1対向面を有し、
前記第2インシュレータは、前記嵌合方向に沿って延び且つ前記第1対向面に対向する第2対向面を有し、
前記第1対向面と前記第2対向面との間に前記シート状導電部材の前記フレキシブル導体の前記第2端部と前記コンタクトの前記接続部とが挟まれた状態で互いに電気的に接続される請求項8に記載のコネクタ。 - 前記コンタクトは、前記接触部と前記接続部の間に配置され且つ前記第1インシュレータと前記第2インシュレータとの間に挟まれることにより前記ハウジングに保持される被保持部を有する請求項8に記載のコネクタ。
- 前記被保持部は、前記第1インシュレータと前記第2インシュレータとの間において、前記所定の組み込み方向に挟まれている請求項10に記載のコネクタ。
- 前記所定の組み込み方向は、前記嵌合方向と同一である請求項8に記載のコネクタ。
- 前記第1インシュレータと前記シート状導電部材との間に挟まれる絶縁性のタブシートを備え、
前記タブシートは、前記実装対象物に縫合されることにより前記実装対象物に固定される請求項8に記載のコネクタ。 - 請求項7に記載の前記コネクタが実装された前記実装対象物としての衣服。
- 前記シート状導電部材の一部を通すためのスリットを有する請求項14に記載の衣服。
- 請求項7に記載の前記コネクタを前記実装対象物としての衣服に実装するコネクタ実装方法であって、
前記シート状導電部材の前記第1端部が前記衣服の前記配線部に重なるように前記シート状導電部材を前記衣服に対して配置し、
前記第1端部を前記配線部に縫合することにより前記シート状導電部材を前記衣服に取り付け且つ前記第1端部を前記配線部に電気的に接続する
ことを特徴とするコネクタ実装方法。 - 前記配線部は、前記衣服の裏面上に配置され、
前記シート状導電部材の前記第2端部を、前記衣服の表面側に配置し、
前記シート状導電部材の前記第1端部を、前記衣服に形成されたスリットを通して前記衣服の前記裏面側において前記配線部に重なるように配置し、
前記第1端部を前記配線部に縫合する請求項16に記載のコネクタ実装方法。
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