WO2018037855A1 - 人体動作検出用装着具及び人体動作監視装置 - Google Patents

人体動作検出用装着具及び人体動作監視装置 Download PDF

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WO2018037855A1
WO2018037855A1 PCT/JP2017/027952 JP2017027952W WO2018037855A1 WO 2018037855 A1 WO2018037855 A1 WO 2018037855A1 JP 2017027952 W JP2017027952 W JP 2017027952W WO 2018037855 A1 WO2018037855 A1 WO 2018037855A1
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WO
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conductive
motion detection
human body
yarn
knitted fabric
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/027952
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勝正 鴻野
耕右 上田
佐藤 彰洋
圭作 木村
大策 山本
隆俊 千葉
真明 岡川
Original Assignee
グンゼ株式会社
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Publication date
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    • D02G3/00Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/441Yarns or threads with antistatic, conductive or radiation-shielding properties
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Definitions

  • the present invention relates to a human body motion detection wearing device and a human body motion monitoring device.
  • Patent Document 1 a fabric in which a strain sensor and a wiring portion are arranged in a laminated manner on one surface of a fabric body.
  • the strain sensor included in this fabric has a linear arrangement in which shortly cut CNT fibers (carbon nanotubes) are arranged in parallel with each other on a stretchable substrate such as rubber and the arrangement direction is extended. It is assumed that electrodes are provided at both ends of the arrangement. These electrodes at both ends are electrically connected to the wiring portion described above.
  • the reason why the strain sensor substrate is made of rubber having elasticity is that it allows the arrangement interval of the CNT fibers to expand and contract in association with the expansion and contraction of the fabric, and after stretching. Was to restore the original length reliably and quickly.
  • Patent Document 2 discloses a glove with a strain sensor in which a CNT strain sensor is attached to a joint-corresponding portion of the glove.
  • the glove body in this glove with a strain sensor is formed by sewing a flexible cloth, and gives a fit to the wearer when worn.
  • the strain sensor has a sheet-like shape having elasticity, and is attached to a cloth that is attached to the outer surface of the glove body to form the glove body.
  • the strain sensor is preferably attached with an elastic adhesive, and the strain sensor is stretched and attached integrally to the stretchable glove body, so that the stretch of the glove body is accompanied.
  • the strain sensor is provided so as to expand and contract.
  • the mechanical strength of the fabric is governed by the rubber strength of the substrate in the strain sensor. Therefore, in order to increase the mechanical strength, it is necessary to take measures such as hardening the rubber used for the substrate or increasing the thickness of the rubber. However, these measures are inconsistent with the measures to increase the stretchability of strain sensors (abundant degree of extension, resilience to extension, recovery agility, resistance to repeated behavior, etc.). It was difficult to satisfy all requests.
  • the strain sensor is made of rubber, the strain sensor cannot obtain air permeability, moisture permeability, water absorption, and the like. For this reason, when this strain sensor is attached to clothing or the like, it is necessary to force the wearer to have an uncomfortable environment with heat and humidity. For this reason, it is difficult to use this strain sensor as a practical wearable material.
  • the strain sensor is integrally attached to a cloth that is attached to the outer surface of the glove body with an elastic adhesive to form the glove body.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a human body motion in a part including a bendable part such as a joint or a back of a human body, or a body motion including respiration information such as presence or absence of breathing and a respiratory cycle. It is an object of the present invention to provide a human body motion detection wearing tool and a human body motion monitoring device capable of detecting information with high accuracy with a simple configuration.
  • the above object of the present invention is a wearing tool that is worn on a part of the human body and detects the movement of the worn human body, includes a conductive thread, and an operation in which electrical characteristics change between when stretched and when not stretched This is achieved by a human body motion detection wearing tool including a detection sensor unit.
  • the motion detection sensor unit is composed of a conductive stretchable knitted fabric whose electrical characteristics change between when stretched and when not stretched, and a stretchable property to which the conductive stretchable knitted fabric is attached. It is preferable that the fabric has a greater elongation resistance than the conductive stretchable knitted fabric.
  • the cloth may be configured to be a body cloth that is worn in contact with the human body.
  • At least one of the conductive stretch knitted fabric and the fabric can be configured to be attached to a body fabric that is worn in contact with a part of the human body.
  • fabric is a fiber structure including knitted fabric and woven fabric, and the material is not particularly limited, such as natural fiber (plant fiber, animal fiber) or chemical fiber.
  • body cloth is a cloth serving as a base constituting the human body motion detection wearing tool, and covers the human body directly or indirectly.
  • Elongation resistance is a force for the fabric to return to a steady state (a state in which there is no elongation) when the fabric is stretched by a tensile force, and can be represented by, for example, a constant elongation load.
  • the conductive stretchable knitted fabric is a knitted fabric that defines a course direction or a course as a direction in which loops are connected in a knitted structure, and the loop is formed of conductive yarns, and elastic yarns are It is provided in an arrangement that generates a tightening force in the course direction, and when the knitted fabric is not stretched, the conductive yarn loops adjacent in the course direction are kept in contact with each other due to the tightening force of the elastic yarn.
  • the loops of the conductive yarn can be configured to have a variable characteristic of electrical resistance that can be separated from the tightening force of the elastic yarn.
  • the conductive stretch knitted fabric is composed of a knitted fabric knitted using at least a part of a conductive stretch yarn, and the electrical resistance value of the knitted fabric changes in correlation with the stretch rate of the knitted fabric.
  • a conductive elastic yarn having a variable resistance characteristic wherein the conductive elastic yarn is composed of a covering yarn using an elastic yarn for a core portion and a conductive yarn for a covering portion covering the core portion.
  • the covering yarn can be configured to have a variable resistance characteristic in which the electric resistance value of the covering yarn changes in correlation with the elongation rate of the covering yarn.
  • the above-mentioned conductive stretch knitted fabric is a knitted fabric with abundant stretchability and flexibility, and also has a resilience when repeated stretching, but the electrical resistance changes between stretched and non-stretched.
  • the above-described conductive stretch knitted fabric provides a conductive stretch knitted fabric that has a simple configuration but has an electric resistance that changes in accordance with the stretch rate, and that can be realized without labor. Can be done.
  • the human body motion detection wearing device further includes a lower garment body formed of a non-conductive material worn on the lower body of the human body, and the motion detection sensor unit is provided on the lower garment body. You may comprise.
  • the motion detection sensor unit provided in the lower garment main body is formed in a band shape, and one end may be arranged in a region corresponding to the upper edge of the iliac. Good.
  • the lower garment body may be provided with a waistband portion around the waist, and the motion detection sensor portion may be provided along the circumferential direction of the waistband portion.
  • the motion detection sensor unit may be formed integrally with the waistband unit.
  • the motion detection sensor unit provided in the lower garment main body can be composed of conductive fibers.
  • the lower garment body can be configured in any form of pants, spats, tights, girdle, steco, and pajamas.
  • the motion detection sensor unit includes a stretchable dielectric layer, and a stretchable first conductive layer provided on each of the one surface and the other surface of the dielectric layer.
  • the second conductive layer, the first conductive layer is provided with a strip-shaped first electrode portion formed of conductive yarn conduction, and the resistance change rate of the first electrode portion at 50% elongation is 20 %, And can be configured as a strip-shaped human body motion detection wearing device capable of detecting a change in capacitance between the first conductive layer and the second conductive layer accompanying expansion and contraction.
  • the second conductive layer includes a strip-shaped second electrode portion formed of a conductive yarn, and the second electrode portion is located at a position facing the first electrode portion with the dielectric layer interposed therebetween. You may comprise so that it may arrange
  • the first conductive layer includes a plurality of the first electrode portions, the first electrode portions are arranged in parallel with a predetermined distance from each other, and the second conductive layer is formed of the second electrode.
  • the second conductive layer includes a second electrode portion having an area larger than that of the first electrode portion, and the second electrode portion is interposed between the first electrode portion and the dielectric layer. You may comprise so that it may arrange
  • the first conductive layer includes a plurality of the first electrode portions, the first electrode portions are arranged in parallel at a predetermined interval, and the second conductive layer includes the plurality of first electrode portions.
  • a second electrode portion having an area larger than an area of the region where the one electrode portion is disposed, and the second electrode portion includes the plurality of first electrode portions disposed via the dielectric layer; You may comprise so that it may arrange
  • the conductive yarn may be configured to be covered with an insulating coating layer.
  • the insulating coating layer is made of polyurethane, polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene, nylon, polyester, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, PFA, PVDF, ETFE or other fluorine-based resins, polystyrene, You may comprise so that it may form from at least 1 chosen from the group of polycarbonate, polysulfone, polyether sulfone, formal (polyvinyl formal), and butyral (polyvinyl butyral).
  • the dielectric layer may include a stretchable fabric.
  • the first electrode portion may be configured to have stretch anisotropy.
  • the first electrode portion may be configured such that the dimensional change rate in the short direction when extending 50% in the longitudinal direction is less than 5%.
  • An object of the present invention is to provide a belt-like motion detection sensor unit that is attached to a living body and whose electrical resistance value changes due to expansion and contraction, and a warning information generation unit that generates information related to a warning based on detection information from the motion detection sensor unit It is achieved by a human body motion monitoring device comprising:
  • the human body motion monitoring device includes a long base member made of a non-conductive fiber on which the motion detection sensor unit and the warning information generation unit are arranged, and the base member has at least one stretchable region.
  • the motion detection sensor unit may be arranged along the longitudinal direction of the base member.
  • the base member is configured to be separable along a longitudinal direction into a first base region in which the warning information generation unit is disposed and a second base region in which the motion detection sensor unit is disposed.
  • the first base region and the second base region may be configured to be detachable by connecting means.
  • the warning information generation unit may be configured to be detachable from the base member by an engaging means.
  • the motion detection sensor unit may be formed in a meandering shape including a plurality of parallel sensor regions that are substantially parallel to each other and a direction change sensor region that connects ends of the parallel sensor regions.
  • human body motion in a part including a bendable part such as a joint or back of a human body (hereinafter sometimes referred to as “joint or the like”), or breathing information such as the presence or absence of breathing or a breathing cycle
  • joint or the like a part including a bendable part such as a joint or back of a human body
  • breathing information such as the presence or absence of breathing or a breathing cycle
  • 1 is a knitting structure diagram schematically showing a non-stretched state of a conductive stretchable knitted fabric that is preferably applied to the human body motion detection wearing tool according to the first embodiment of the present invention.
  • organization organization chart which showed typically the expansion
  • top view which showed typically the usage example of the conductive elastic knitted fabric suitably applied to the mounting tool for human body motion detection of 1st Embodiment which concerns on this invention.
  • organization organization figure which showed typically another pattern (elongation state) which inserts an elastic yarn by an inlay.
  • FIG. 2 is a knitting structure diagram schematically showing a case where a plating knitting is adopted as a method for mixing elastic yarns, where (a) shows a non-stretched state and (b) shows a stretched state.
  • a plating knitting is adopted as a method for mixing elastic yarns, where (a) shows a non-stretched state and (b) shows a stretched state.
  • the conductive stretchable knitted fabric suitably applied to the human body motion detection wearing tool of the first embodiment according to the present invention is configured.
  • (A) is an explanatory view of a non-stretched state of a conductive stretchable yarn composed of DCY.
  • (B) is explanatory drawing of the expansion
  • the conductive stretchable knitted fabric suitably applied to the human body motion detection wearing tool of the first embodiment according to the present invention is configured.
  • (A) is an explanatory view of a non-stretched state of a conductive stretchable yarn composed of SCY.
  • (B) is explanatory drawing of the expansion
  • 1 is a knitting structure diagram of a flat knitting that is an example of a conductive elastic knitted fabric that is preferably applied to the human body motion detection wearing tool according to the first embodiment of the present invention. It is explanatory drawing of the experimental result of the variable resistance characteristic of the electroconductive elastic knitted fabric applied suitably for the mounting tool for human body motion detection of 1st Embodiment which concerns on this invention. It is a figure which shows the example of mounting
  • FIG. 14 It is a figure which shows the supporter for knees which concerns on embodiment of this invention as an example of the mounting tool for human body movement detection of 1st Embodiment which concerns on this invention. It is a reverse view of the knee supporter shown in FIG. It is a control block diagram in the control part of the knee supporter shown in FIG. It is a figure which shows the example of an output from a conductive elastic knitted fabric at the time of wearing a knee supporter shown in FIG. 14, and repeating knee flexion and extension. It is a schematic block diagram which shows the mounting tool (undergarment) for a human body motion detection of 2nd Embodiment which concerns on this invention.
  • FIG. 1 It is a schematic plan view of the connector part which the mounting tool (undergarment) for human body motion detection of 2nd Embodiment which concerns on this invention has. It is schematic structure sectional drawing for demonstrating the connection method of the terminal part and connector part with which the wearing tool (undergarment) for human body movement detection of 2nd Embodiment which concerns on this invention is equipped. It is a schematic block diagram which shows the modification of the mounting tool (undergarment) for a human body motion detection of 2nd Embodiment which concerns on this invention.
  • (A) is a schematic configuration plan view showing a human body motion detection mounting device (tensile sensor) of a third embodiment according to the present invention
  • (b) is a schematic configuration cross section showing an AA cross section thereof
  • (c) ) Is a schematic configuration rear view. It is an example which shows the knitted fabric cross section of the 1st electrode part and 2nd electrode part with which the mounting tool (tensile sensor) for human body movement detection of 3rd Embodiment which concerns on this invention is shown, Comprising: (B) is during elongation.
  • (A) is a schematic configuration plan view showing a modified example of the human body motion detection wearing tool (tensile sensor) of the third embodiment according to the present invention
  • (b) is a schematic configuration showing an A′-A ′ cross section thereof.
  • Sectional drawing (c) is a schematic configuration rear view. It is schematic structure sectional drawing which shows the modification of the mounting tool (tensile sensor) for a human body motion detection of 3rd Embodiment which concerns on this invention. It is schematic structure sectional drawing which shows the modification of the mounting tool (tensile sensor) for a human body motion detection of 3rd Embodiment which concerns on this invention.
  • (A) (b) is a schematic structure sectional drawing which shows the modification of the mounting tool (tensile sensor) of the human body operation
  • (A) is a schematic plan view showing a sensor sample A of a human body motion detection wearing tool (tensile sensor) according to a third embodiment of the present invention, and (b) is a schematic showing an A ′′ -A ′′ cross section thereof. Configuration sectional view, (c) is a schematic configuration rear view.
  • FIG. 1 is a schematic configuration plan view showing a human body motion monitoring device according to the present invention. It is schematic structure sectional drawing for demonstrating the connection method of the base member with which the human body movement monitoring apparatus which concerns on this invention is equipped, and a warning information generation part. It is a schematic block diagram which shows the modification of the human body motion monitoring apparatus which concerns on this invention. It is a schematic block diagram which shows the other modification of the human body movement monitoring apparatus which concerns on this invention. It is a schematic block diagram which shows the other modification of the human body movement monitoring apparatus which concerns on this invention. It is a schematic structure top view which shows the other modification of the human body movement monitoring apparatus which concerns on this invention.
  • a human body motion detection mounting device is a mounting device that is mounted on a part of a human body and detects the motion of the mounted human body, includes a conductive thread, and is electrically connected when stretched and when not stretched. It is a human body motion detection wearing tool including a motion detection sensor unit whose characteristics change.
  • the human body motion monitoring device includes a motion detection sensor unit whose electrical characteristics change between when stretched and when not stretched, and body motion information of a wearer (subject) detected by the motion detection sensor unit It is a device that detects the presence or absence of abnormalities in the wearer's respiratory state based on (for example, breathing information; presence or absence of breathing, breathing cycle, etc.) and informs the surrounding people when an abnormality has occurred.
  • the “change in electrical characteristics” is a concept including “change in electrical resistance” and “change in capacitance”.
  • a conductive stretch knitted fabric (part 1) suitably applied to the human body motion detection wearing tool according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, it may describe as the electroconductive elastic knitted fabric etc. which concern on this invention.
  • FIG. 1 and 2 show a conductive stretch knitted fabric 21 according to the present invention.
  • the conductive stretchable knitted fabric 21 can be used as one of the components when manufacturing a conductive part 22 as shown in FIG. 3, for example.
  • the conductive part 22 is formed in a flat tape shape, and is provided with a thin strip-like non-conductive portion 23 at both side edges in the width direction, and is disposed between the non-conductive portions 23 on both sides (a central portion in the width direction). A thin strip-shaped conductive portion is provided.
  • This conductive part is a conductive stretchable knitted fabric 21 according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the knitted fabric 21 of the present invention”).
  • the conductive part 22 has abundant stretchability along the longitudinal direction by integrating the knitted fabric 21 and the non-conductive portion 23 of the present invention, and warps and bends in the front and back directions, along the surface direction. It has abundant flexibility so that it can flexibly bend left and right, and even twist. And this invention knitted fabric 21 is supposed to show conductivity between any two places separated in the longitudinal direction. However, when the conductive part 22 is expanded and contracted in the longitudinal direction, the above-mentioned 2 in the knitted fabric 21 of the present invention. It has the characteristic that the electrical resistance between locations changes according to the degree of elongation.
  • the conductive part 22 may have a configuration in which a plurality of the knitted fabrics 21 of the present invention are provided in the width direction and are separated by the non-conductive portion 23. Further, the knitted fabric 21 of the present invention can be formed into a wide band shape or a line shape instead of a narrow band shape. In short, the arrangement and number of the knitted fabric 21 of the present invention are not limited at all. In addition, the conductive part 22 itself is not limited to be formed in a tape shape, and may be formed in a square such as a square or a rectangle.
  • the knitted fabric 21 of the present invention itself has a restoring property (shrinking property) from elongation. Therefore, the non-conductive portion 23 may not be provided at all. That is, the use of the knitted fabric 21 of the present invention for the conductive part 22 is not limited. However, it is recommended that the non-conductive portion 23 be provided because the non-conductive portion 23 has an effect of preventing a short circuit or leakage due to the knitted fabric 21 of the present invention when the side edge portion of the conductive part 22 comes into contact with another object. . Further, the non-conductive portion 23 has an effect of assisting the stretchability of the knitted fabric 21 of the present invention and reinforcing bending and twisting.
  • the knitted fabric 21 and the non-conductive portion 23 of the present invention both have a knitted structure, and are formed so as to be exposed on the front and back surfaces of the conductive part 22 (the present invention).
  • the thickness of the conductive part 22 is formed by the thickness of the knitted fabric 21 and the thickness of the non-conductive portion 23).
  • the non-conductive portion 23 is knitted using only non-conductive yarn such as synthetic fiber (for example, nylon, polyester), natural fiber, or a material in which synthetic fiber and elastic yarn are mixed.
  • the knitted fabric 21 of the present invention is knitted by mixing the conductive yarn 10 and the elastic yarn 11 together.
  • the “conductive yarn” refers to a bare material in which a metal component is exposed on the surface of the yarn.
  • the conductive yarn 10 is made of resin fiber, natural fiber, metal wire, or the like as a core, and wet or dry coating, plating, vacuum film formation, or other appropriate deposition methods are applied to the core. It is preferable to use a metal-coated wire (plated wire).
  • Monofilaments can be used for the core, but multifilaments and spun yarns are more preferable than monofilaments, and wooly yarns, covering yarns such as SCY and DCY, and bulky yarns such as fluff yarns More preferred.
  • metal components to be deposited on the core include pure metals such as aluminum, nickel, copper, titanium, magnesium, tin, zinc, iron, silver, gold, platinum, vanadium, molybdenum, tungsten, cobalt, alloys thereof, stainless steel Brass, etc. can be used.
  • a polyurethane or rubber-based elastomer material may be used alone for the elastic yarn 11, or a covering yarn using polyurethane or a rubber-based elastomer material for the “core” and nylon or polyester for the “cover”. Etc. can be adopted.
  • the knitted fabric 21 of the present invention can be provided with functions such as hydrophilicity, water repellency, corrosion resistance / corrosion resistance, and coloring. It is also useful for improving the feel (feel) and controlling elongation.
  • the elastic yarn 11 it is recommended to select a material for the elastic yarn 11 so that the conductive yarn 10 does not extend beyond the elongation that is the limit of its tensile strength (for the purpose of limiting the elongation of the conductive yarn 10).
  • a covering yarn is employed as the elastic yarn 11, it is possible to select a material so that the “cover” has a function of limiting the elongation of the conductive yarn 10. Further, such selection of the elastic yarn 11 itself or the material of the “cover” may be performed for the purpose of adapting to the expansion / contraction behavior required for the knitted fabric 21 of the present invention.
  • the elongation (load) of the conductive yarn 10 it may be controlled by the non-conductive portion 23.
  • the conductive yarn 10 is flat knitted (tengu) as shown in FIGS. 1 and 2. Or a single knitted fabric), and a knitted structure obtained by inserting the elastic yarn 11 in the course direction with an inlay to the flat knitted fabric of the conductive yarn 10 was obtained.
  • one course of the elastic yarn 11 is inserted for each course of the conductive yarn 10, and the elastic yarn 11 extends along the conductive yarn 10 in the loop of the conductive yarn 10. I try to entangle it.
  • FIG. 4 it is also possible to insert the elastic yarn 11 while reducing the entanglement frequency with respect to the conductive yarn 10.
  • FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4 and the like are schematic diagrams, and the orderly pattern as shown is not realistic, and the elastic yarn 11 is actually more linear than the illustrated state. It will exhibit a close (loose) zigzag pattern.
  • the elastic yarn 11 can be intentionally linearly inserted.
  • course direction is a direction in which a loop connected in the knitting structure is formed, and is the same direction as the “course”.
  • the direction perpendicular to the course direction on the knitted fabric ground is set to “Wale” or “Wale direction”.
  • the “number of courses” is the number of courses adjacent in the wale direction.
  • the conductive part 22 (see FIG. 3) having such a configuration can be manufactured by employing, for example, a method described in JP-A-11-279937 (a method of taking out tape fabric from a cylindrical fabric). That is, when performing knitting of a cylindrical fabric using a circular knitting machine, knitting is performed by simultaneously knitting a total of three sections of the non-conductive portion 23, the knitted fabric 21 of the present invention, and the non-conductive portion 23 from a plurality of yarn feeders.
  • a conductive yarn 22 is formed in a spiral shape by inserting a joint yarn that melts with heat, water, solvent, etc. between pieces and melting the joint yarn from the tubular fabric obtained after knitting. It is a method of taking out while separating.
  • This conductive part 22 (the same shall apply hereinafter when the knitted fabric 21 of the present invention is not provided with the non-conductive portion 23) is applied with a tensile force toward the course direction or releases this tensile force. By doing so, the following unique actions can be obtained.
  • the elastic yarn 11 is inserted in the course direction with respect to the flat knitted fabric made of the conductive yarn 10. Therefore, the elastic yarn 11 acts to tighten the flat knitted fabric made of the conductive yarn 10 in the course direction.
  • the conductive yarn 10 is a conductive bare material, the greater the number of contact points by the loop, and the greater the contact area by being compressed in the course direction, the more the number of conductive contacts, that is, conductive This means that the area is large and the energization path can be shortcut. As a result, the electrical resistance between two locations separated in the course direction in the knitted fabric 21 of the present invention can be kept small.
  • the knitted fabric 21 of the present invention starts to stretch from the non-stretched state, and as the degree of stretch increases, the conduction area decreases, the energization path becomes longer, and the electric resistance tends to gradually increase.
  • the conductive part 22 contracts in the course direction due to the tightening force in the course direction by the elastic yarn 11 and is restored to the non-stretched state. As the conduction area increases, the electric resistance tends to decrease.
  • the contraction of the conductive part 22 in the course direction may be caused only by the contraction force of the knitted fabric 21 of the present invention, or the contraction force of the knitted fabric 21 of the present invention and the contraction force of the non-conductive portion 23. It may be generated as a joint action.
  • the conductive part 22 can be suitably used as a strain sensor utilizing the above characteristics.
  • the knitted fabric 21 and the non-conductive portion 23 of the present invention are both formed with a knitted structure, air permeability, moisture permeability, water absorption, and the like are obtained. Therefore, even if this conductive part 22 is attached to clothes or the like and worn, the wearer does not feel uncomfortable feelings such as stuffiness and heat. Therefore, it can be said that the conductive part 22 (and the knitted fabric 21 of the present invention) is suitable for use as a wearable material.
  • FIG. 6 shows a case where a plating knitting is adopted as means for mixing the conductive yarn 10 and the elastic yarn 11 together.
  • the conductive yarn 10 and the elastic yarn 11 are clearly distributed to the surface of the knitted fabric and the back of the knitted fabric, and are therefore shown from the direction in which the conductive yarn 10 is exposed.
  • the elastic yarn 11 hidden behind 10 and not appearing on the drawing is shown as a state in which only a cross section appears.
  • the knitted fabric after knitting is contracted in the course direction to keep the adjacent loops in contact with each other (including the stationary state in which no expansion force is applied), and heat setting treatment is performed. It has been confirmed that the application of the knitted fabric 21 according to the present invention is more suitable for ensuring the low resistance performance when not stretched.
  • heat setting treatment is performed on a general knitted fabric
  • the heat setting process is not limited in the process of manufacturing the knitted fabric 21 of the present invention while adopting the plating knitting.
  • the magnitude of the electrical resistance in the knitted fabric 21 of the present invention can be appropriately set according to the length between the two places where the conductivity is taken out and the magnitude in the width direction (the number of courses).
  • the number of courses In order to reduce the electrical resistance value of one course, increase the number of conductive yarns 10 used in one course by S twisting, Z twisting, alignment, plating, etc., or select a material with low electrical resistance. It is enough to increase the plating amount.
  • the size of the stretchability of the knitted fabric 21 of the present invention is relatively thick and elastic, for example, when restoration (return) from elongation is required to be steep and strong. This can be dealt with by selecting the thread 11. On the other hand, if it is required that the restoration from the extension gradually and slowly behaves, it can be dealt with by selecting the elastic thread 11 which is relatively thin and weakly elastic.
  • this “stretchability” refers to a characteristic that has both an extension from a non-extension state (normal state) and an immediate restoration by release from the extension state.
  • stretchability refers to a characteristic that has both an extension from a non-extension state (normal state) and an immediate restoration by release from the extension state.
  • each stretch may be set with the goal of preventing wrinkles and undulations from becoming noticeable as a whole knitted fabric, and suppressing stretchability so that the conductive yarn 10 is not damaged during stretching load. .
  • the degree of elongation (extension) from the non-stretched state is determined by the material and thickness of the material used for knitting (yarn), whether or not the knitting material is mixed, and how it is mixed (covering, plating, and assortment) Etc.), various factors such as the number of mixed use and the band width and band length of the conductive parts 22 can be dealt with by appropriately changing according to a desired place.
  • the degree of elongation can be appropriately changed by selecting the composition structure.
  • the adjustment of the loop length of the conductive yarn 10, the elastic modulus of the elastic yarn 11, and the draft (stretching and thinning the fiber) is a major factor. Become.
  • “Elongation-restore repetition number” can be counted by a repeated tensile fatigue test using a dematcher type repeated fatigue tester.
  • a rectangular test piece having a long side in the course direction is used as the test piece as the conductive part 22 (or the knitted fabric 21 of the present invention).
  • the dimension of the test piece is 5 cm long and 2 cm short.
  • nylon SCY is used for each non-conductive part 23, so that no influence (disturbance) is exerted on the knitted fabric 21 of the present invention.
  • the end portion in the course direction (about 1.5 cm) of the test piece was appropriately fixed by a fixing means so that the elastic yarn 11 inserted into the test piece did not come off at the time of repeated elongation.
  • a fixing means a method of laminating so as to impregnate the fabric with a hot melt film using polyurethane can be exemplified.
  • the knitted fabric 21 of the present invention causes the contact area and the contact pressure of the conductive yarn 10 to behave between the stretched state and the non-stretched state of the knitted fabric by being accompanied by a tightening force (shrinking force) by the elastic yarn 11. is there. Therefore, in the knitted fabric 21 of the present invention, the contact area and the contact pressure of the conductive yarn 10 can be changed while expressing abundant stretchability (for example, 150%) by shrinking as much as possible when not stretched.
  • a Woolley plated yarn or a covering yarn using the plated yarn as a cover is suitable.
  • Examples of the knitted fabric 21 of the present invention will be illustrated below, but these are disclosed for assisting technical understanding, and the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.
  • the conductive yarn 10 is 78 dt / 34 f of silver-plated fiber (manufactured by Mitsufuji Textile Industry Co., Ltd. [product name: AGposs]), and the elastic yarn 11 is polyurethane 235 dt. Knitting).
  • the inlay shown in FIG. 2 (indicated as [A] in FIG. 7) was adopted, and the elastic yarn 11 was inserted with a high draft.
  • “high draft” means that the polyurethane yarn is fed in an elongated state during knitting.
  • the knitted fabric after knitting is effectively subjected to a tightening force by the polyurethane yarn under a free state.
  • the conductive yarns 10 adjacent in the course direction are affected.
  • the characteristic that the loops maintain the contact state can be obtained.
  • a single knitting was performed using 78 dt / 34 f of silver plated fiber (AGposs) as the conductive yarn 10 and 235 dt of polyurethane yarn as the elastic yarn 11.
  • the insertion form of the elastic yarn 11 employs the inlay shown in FIG. 4 (indicated as [B] in FIG.
  • Example 4 While using 78 dt / 34 f of silver plated fiber (AGposs) as the conductive yarn 10 and using 235 dt of polyurethane yarn as the elastic yarn 11, milling (rubber knitting) was performed. As the insertion form of the elastic yarn 11, the inlay shown in FIG. 5 (indicated as [C] in FIG. 7) was adopted, and the elastic yarn 11 was inserted with a high draft.
  • Example 4 A silver-plated fiber (AGposs) of 78 dt / 34f was used as the conductive yarn 10 and a polyurethane yarn of 110 dt was used as the elastic yarn 11, and a single plating knitting was performed.
  • a plating knitting is adopted as the insertion form of the elastic yarn 11.
  • the polyurethane yarn was inserted with a high draft.
  • a silver-plated fiber (AGposs) of 78 dt / 34 f was used as the conductive yarn 10, and a polyurethane yarn of 110 dt was used as the elastic yarn 11, and the milling plating was knitted. That is, a plating knitting is adopted as the insertion form of the elastic yarn 11.
  • the polyurethane yarn was inserted with a high draft.
  • a test piece having a long side of 5 cm and a short side of 2 cm (a conductive part of 1 cm and a non-conductive part on both sides of 0.5 cm each) is prepared, and a chuck part of 1 cm is provided at each longitudinal end of the test piece. It was.
  • the chuck portion is heat laminated with a polyurethane hot melt film to prevent the polyurethane bare yarn from coming off.
  • This test piece is stretched so as to obtain a span of 3 cm in an unstretched state (no load) by grasping the chuck portions at both ends. Then, from this stretched state, the test length is stretched by 0.5 cm from 3 cm to 5.5 cm, and each resistance value after stretching is measured.
  • the manufacturing process of knitting the knitted fabric 21 of the present invention as a tubular fabric is not limited, and may be knitted as a non-tubular sheet. Therefore, knitting can be performed by a general-purpose knitting machine such as a circular knitting machine or a flat knitting machine.
  • the conductive yarn 10 can be knitted by a smooth knitting or a deformed structure in addition to the above-described flat knitting or rubber knitting.
  • a fabric in which an insertion thread is applied to an eight lock, a cord lane, a deer, etc. can be exemplified.
  • the knitted fabric 21 of the present invention has many other fields of use (for example, for power feeding, for signals, for medical use, etc.) in addition to being used as the above-described strain sensor, taking advantage of the characteristic that the electrical resistance changes depending on the degree of elongation. .
  • a knitting yarn for preventing elongation (preferably a non-elastic yarn, but a yarn whose elongation is restricted by twisting or knitting structure) may be mixed. It is. It is preferable to prevent stretching by knitting yarn and knitting design of the non-conductive portion 23.
  • a metal wire can also be used for the conductive yarn 10.
  • Metal wires are made of pure metals such as aluminum, nickel, copper, titanium, magnesium, tin, zinc, iron, silver, gold, platinum, vanadium, molybdenum, tungsten, cobalt, their alloys, stainless steel, brass, etc. Can be exemplified. In some cases, carbon fibers can be used instead of metal wires.
  • the wire diameter of a metal wire or the like is preferably 10 to 200 ⁇ m. It is also possible to bundle and use fine fibers. As described above, the metal wire or the like is not particularly limited as to whether it is easily plastically deformed or has a remarkable elastic restoring force (spring property). .
  • the conductive elastic yarn 1 used for the conductive elastic knitted fabric (part 2) suitably applied to the body motion detection wearing tool is elastic to the core.
  • the yarn 11 is used as a covering yarn using the conductive yarns 10A and 10B for the covering portion covering the core portion, and DCY is formed by covering the core portion with the conductive yarns 10A and 10B.
  • FIG. 8 (a) shows the conductive stretchable yarn 1 in a contracted state when no tension is applied
  • FIG. 8 (b) shows the stretched state when loaded while a tensile force is applied.
  • a conductive stretch yarn 1 is shown.
  • the term “elastic yarn” means that the contracted state is maintained when there is no load, that is, when it is not stretched (normal state), and is stretched according to the tensile force when it is loaded.
  • the conductive yarn means a bare material in which a metal component is exposed on the yarn surface.
  • the electric resistivity of the linear body is ⁇
  • the conductive stretchable yarn 1 when the conductive stretchable yarn 1 is in a contracted state, the conductive yarns 10A and 10B constituting the covering portion are tightly wound around the elastic yarn 11 serving as the core portion.
  • the length l of the above equation is shortened, the cross-sectional area A is increased, and the resistance value is decreased.
  • an elastic yarn using a polyurethane-based or rubber-based elastomer material alone can be adopted.
  • a polyurethane-based or rubber-based elastomer material is used for the “core”, and “cover” It is also possible to employ a covering yarn using nylon or polyester.
  • Conductive yarns 10A and 10B constituting the covering portion are made of resin fiber, natural fiber, or metal wire as a core, and wet or dry coating, plating, vacuum film formation, or other appropriate deposition methods are performed on the core.
  • a metal coated wire (plated wire) on which a metal component is deposited can be used.
  • a monofilament can be adopted as the core of the yarn constituting the conductive yarns 10A and 10B, but a variable resistance characteristic is preferable when a multifilament or a spun yarn is adopted rather than the monofilament. Furthermore, it is also possible to use fibers having elasticity such as polyurethane fibers. It is possible to obtain a variable resistance characteristic that more preferably employs a wooly processed yarn, a covering yarn such as SCY or DCY, or a bulky processed yarn such as a fluffed yarn as the covering portion.
  • metal components to be deposited on the core include pure metals such as aluminum, nickel, copper, titanium, magnesium, tin, zinc, iron, silver, gold, platinum, vanadium, molybdenum, tungsten, cobalt, alloys thereof, stainless steel, Brass or the like can be used.
  • FIG. 9 (a) and 9 (b) show other modes of the conductive stretchable yarn 1.
  • FIG. The conductive elastic yarn 1 is a covering yarn using an elastic yarn 11 for a core portion and a conductive yarn 10 for a covering portion covering the core portion, and an SCY having a core portion coated with the conductive yarn 10 in a single layer. It is configured.
  • FIG. 9A shows the conductive stretchable yarn 1 in a contracted state when no load is applied
  • FIG. 9B shows the conductive stretchable yarn 1 in a stretched state when loaded.
  • the conductive yarn 10 is made of resin fiber, natural fiber, or metal wire as a core, and this core is subjected to wet or dry coating, plating, vacuum film formation, and other appropriate deposition methods to form metal components. It is possible to use a metal-coated wire (plated wire) to which is applied.
  • a multifilament or a spun yarn as the yarn core constituting the conductive yarn 10 so that the contact area between the adjacent conductive yarns 10 gradually decreases depending on the degree of elongation of the elastic yarn 11, and a wooly portion as the covering portion. It is more preferable to employ processed yarns, covering yarns such as SCY and DCY, and bulky processed yarns such as fluffed yarn.
  • FIG. 10 illustrates a flat knitted fabric as the conductive stretch knitted fabric 2 using such a conductive stretch yarn 1.
  • Either SCY or DCY may be used as the conductive elastic yarn 1, but DCY has an intersecting portion between the conductive yarns 10A and 10B, and it is possible to ensure conduction, and it is easy to increase the coating density and lower the initial resistance value. Since it is obtained, it is more preferable.
  • the draft rate of the elastic yarn 11 and the number of twists of the conductive yarn 10 are about the same as the covering yarn usually used for skin wear (for example, the draft rate is about 1.0 to 5.0 times and the number of twists is about 50 to 2000 T / m). That's fine.
  • the electrical resistance value per predetermined length of the knitted fabric is the stretch of the knitted fabric.
  • a variable resistance characteristic that changes in correlation with the rate appears.
  • the knitting structure of the electroconductive elastic knitted fabric 2 is not restricted to a flat knitting, It was rich in the elasticity A rubber knitting (milling knitting) or a double-sided knitting (smooth knitting) may be employed, and a horizontal knitted fabric of any other knitting structure may be employed.
  • a milling knitting is adopted as the conductive stretchable knitted fabric 2
  • a stable flat posture can be maintained without curling at the edge of the knitted fabric.
  • the resistance characteristic correlates with the elongation rate in the longitudinal direction.
  • the provided conductive elastic knitted fabric 2 is obtained.
  • the conductive stretch yarn 1 and the insulating stretch yarn are knitted by switching between the course unit or several course units, so that electricity is generated in the course direction using the conductive stretch yarn 1.
  • a variable resistance characteristic in which the resistance value changes in correlation with the stretch rate of the knitted fabric is developed.
  • the insulating stretch yarn for example, SCY or DCY in which an insulating yarn is covered with an elastic yarn using a polyurethane or rubber elastomer material as a core yarn can be used.
  • the conductive stretch yarn 1 is used as a part of the course, and the portion using the conductive stretch yarn 1 is knitted along the wale direction.
  • a variable resistance characteristic in which the electrical resistance value changes in correlation with the stretch rate of the knitted fabric in the wale direction using the conductive stretchable yarn 1 appears.
  • a conductive stretchable fabric by weaving using at least a part of the conductive stretchable yarn 1 having the above-described characteristic configuration.
  • a conductive stretch fabric woven with conductive stretch yarn is used for either warp or weft, the resistance value changes according to the variable resistance characteristics of the conductive stretch yarn, and the resistance value is detected. The stretch rate of the fabric can be grasped.
  • variable resistance characteristics are exhibited in which the electrical resistance value changes in correlation with the respective elongation rates in the longitudinal and transverse directions of the conductive stretchable fabric.
  • the resistance value changes in correlation with the respective elongation rates in the longitudinal and transverse directions of the conductive stretchable fabric.
  • the weaving structure it is possible to adopt a plain weaving, twill weaving, or satin weaving mihara structure, and it is possible to use a changing structure based on these.
  • the knitted fabric or fabric according to the present invention is used as a part of clothing, it is possible to detect a change in the posture of the wearer based on a change in resistance value due to the stretch of the fabric. Not only can the knitted fabric or fabric according to the present invention be superimposed on a part of the body fabric constituting the garment, but also a part of the body fabric can be composed of the knitted fabric or fabric according to the present invention.
  • a milling knitted fabric is manufactured using DCY employing 30 dtex of silver-plated fiber as the conductive yarn 10 as the covering portion and 155 dtex of polyurethane yarn as the elastic yarn 11 as the core portion. Set to 1. The draft rate of the elastic yarn is 2.6 times, and the twist number of the conductive yarn is 477 T / M.
  • Two silver-plated fibers of 78 dtex are adopted as the conductive yarn 10 and a polyurethane yarn of 110 dtex is adopted as the elastic yarn 11, and a milled knitted fabric is produced by plating, and the milled knitted fabric is used as Comparative Example 1. .
  • Comparative Example 2 three 78dtex silver-plated fibers were used as the conductive yarn 10, and 110dtex polyurethane yarn was used as the elastic yarn 11. A milled knitted fabric was produced by plating, and the milled knitted fabric was This is referred to as Comparative Example 2.
  • Test pieces each having a long side of 12 cm and a short side of 2 cm were prepared (conductive portion: 1 cm, non-conductive portions on both sides: 0.5 cm each), and a 1 cm chuck portion was provided at each longitudinal end of each test piece.
  • the chuck portion is heat-laminated using a polyurethane hot melt film in order to prevent the conductive yarn or elastic yarn from coming off.
  • test piece is stretched over 10 cm to 20 cm from the stretched state so as to obtain a non-stretched (no load) span 10 cm (elongation rate 0%) by grasping the chuck portions at both ends of each test piece.
  • the film was stretched at a predetermined stretch rate, and each resistance value after stretching was measured.
  • FIG. 11 shows the experimental results.
  • Example 1 there is a variable resistance characteristic in which a remarkable change in resistance appears according to the degree of elongation, and the electrical resistance value per predetermined length of the knitted fabric changes in correlation with the stretch rate of the knitted fabric. found.
  • the human body motion detection mounting device is a mounting device that is mounted on a part of the human body and detects the motion of the mounted human body, and the electrical resistance changes between when extended and when not extended. It includes a conductive stretch knitted fabric with characteristics and a stretchable fabric to which a conductive stretch knitted fabric is attached. The stretch resistance of the fabric is greater than that of the conductive stretch knitted fabric. That's fine.
  • this human body motion detection wearing tool is attached to a body cloth to be worn in contact with a part of the human body, at least one of a conductive stretch knitted fabric and a cloth (as in a modified example described later).
  • the fabric is a body fabric to be attached to the human body.
  • the human body motion detection wearing tool according to the present invention will be described as applying the above-described conductive stretch knitted fabric (part 1), it is not limited to the conductive stretch knitted fabric (part 1), The conductive stretch knitted fabric (No. 2) described above and other conductive fabrics having stretchability (including fabrics other than the knitted fabric) may be applied to the human body motion detection wearing device according to the present invention. Absent.
  • the wearing device for detecting human movement functions as a wearing device that is worn on a part of the human body and detects the movement of the worn human body.
  • a human body motion detection wearing device upper body garment 110 and lower body garment 120 shown in FIG. 12 (a), shoulder supporter 130 which is an example of a shoulder garment shown in FIG. 12 (b),
  • shoulder supporter 130 which is an example of a shoulder garment shown in FIG. 12 (b)
  • elbow supporter 140 which is an example of an elbow wear tool
  • a glove 150 a hand supporter 160 which is an example of a knee wear tool
  • a sock 170 a sock 170
  • Any human body motion detection wearing device has a shape of a clothing covering a part of the human body or a wearing device attached to a part of the human body so as to include a bendable part such as at least one joint or back.
  • the wearing tool is configured such that the electrical characteristics of the above-described conductive stretchable knitted fabric that constitutes the wearing tool for detecting human body motion change due to bending and stretching of joints and the like.
  • the “change in electrical characteristics” is a concept including “change in electrical resistance” and “change in capacitance”.
  • the electrical resistance value is configured to change between when extended and when not extended, but is not limited to such a configuration, and can be replaced with a method of detecting a change in capacitance according to the disclosure of the present application.
  • the human body motion detection device may be worn for a long time to detect human body motion (for example, squat motion for several hours)
  • a fabric including an elastic material), stretch resistance of the body fabric and the conductive stretch knitted fabric, and a difference in the stretch resistance are appropriately selected, compared with a wearing device or clothing to which a sensor 200 described later is not attached,
  • a comfortable feeling and / or a feeling of wearing that does not feel uncomfortable or less uncomfortable for the wearer are realized.
  • a conductive stretch knitted fabric (part 1) or a conductive stretch knitted fabric (part 2) is provided on the body fabric 112 of the upper body garment 110.
  • a sensor 200 to which is applied is attached.
  • the upper body garment 110 may be an undergarment or the like, in which case the body fabric 112 is a thin stretch knitted fabric (knitted fabric) or the like.
  • 13A is a front view (abdominal side)
  • FIG. 13B is a rear view (back side)
  • the sensor 200 is a skin contact surface of the body cloth 112 and attached to the back side. Therefore, in FIG. 13A, the sensor 200 is represented in a portion where the body cloth 112 is partially broken, and in FIG.
  • the sensor 200 is represented by a hidden line (dotted line).
  • the part of the human body covered with the upper body garment 110 includes at least one joint (here, four joints of both shoulder joints and both elbow joints), and a plurality of corresponding joints are included.
  • the sensor 200 is attached to the part.
  • the type of motion to be detected (the type of human body motion realized at the end of the human body from the joint), etc.
  • the processing in the control unit for determining the longitudinal direction of the sensor 200 with respect to the fabric 112 and the movement of the human body is appropriately selected.
  • the longitudinal direction of the sensor 200 attached to the shoulder in FIG. 13 to provide two or more degrees of freedom for the shoulder joint is only an example.
  • the human body motion detection wearing device according to the present invention is described as clothing from the viewpoint of being worn by a person.
  • the human body motion detection wearing device according to the present invention includes clothing worn by a person.
  • this knee supporter 160 is a knee supporter (a supporter is an example and is a fabric (body cloth)) that is worn so as to necessarily include the knee portion of the lower limb.
  • the sensor 200 is attached to the knee supporter 160 (more specifically, on the back side of the body fabric 162 as shown in FIG. 15).
  • the conductive elastic knitted fabric 21 is in a non-stretched state, and the knee is bent and stretched as shown in FIG.
  • a detection circuit 340 included in a control unit (controller) 300 which will be described later, performs a first action of the human body (shown in FIG. 14A) when the conductive stretchable knitted fabric 21 changes from non-stretched to stretched. Human body associated with the change of the conductive stretch fabric from the stretched state to the non-stretched state, which is an operation reverse to the first operation.
  • the second operation (operation for transition from the state shown in FIG. 14B to the state shown in FIG. 14A) is determined.
  • the sensor 200 includes a sensor main body 220 including a conductive stretch knitted fabric 210 (conductive stretch knitted fabric 21) whose electrical resistance changes between the above-described stretched state and non-stretched state, Two signal extraction sections 250 provided at one end of the sensor body 220 (here, the upper side when worn) and electrically connected to each of the two conductive stretch knitted fabrics 210, and the signal extraction section 250 It is comprised with the reinforcement cloth 260 for attaching to 162.
  • the sensor body 220 knits two conductive stretch knitted fabrics 21 (conductive stretch knitted fabric 210) in parallel in the conductive part 22 shown in FIG. 3, and two conductive stretch knitted fabrics knitted in parallel.
  • Three non-conductive portions 230 for electrically insulating the ground 210 are knitted in parallel, and two short-circuit portions 240 at two ends of the two conductive stretch knitted fabrics 210 (here, the lower side when worn).
  • the electrically conductive stretch knitted fabric 210 is electrically short-circuited, and at one end of the two conductive stretch knitted fabrics 210 (here, the upper side when worn), a signal extraction section 250 is provided in each of the conductive stretch knitted fabrics 210. Electrically connected.
  • the signal extraction unit 250 is electrically connected to the signal connection unit 350 of the control unit 300.
  • a metal snap is used as the signal extraction unit 250 and the signal connection unit 350 so that the control unit 300 (contained in the control box (small box)) does not get in the way when the knee supporter 160 is worn.
  • One side of a pair of metal snap buttons is attached on the male side (male snap) and female side (female snap) of the button (the male side and female side of the snap button may be reversed). After wearing the knee supporter 160, the controller 300 is attached to the sensor 200.
  • the snap button is a holding tool (a so-called button) used for clothing or the like configured by a male (convex) side on the male side and a spring (concave) side on the female side, and is an elastic member (here, If it is a fitting member provided with the recessed part containing a spring) and the convex part fitted to the recessed part and a fitting state is hold
  • a reference resistor R is provided as in the detection circuit 340 shown in FIG. 16, and a predetermined voltage is applied to the signal extraction unit 250 via the reference resistor R and the signal connection unit 350. Is applied, and the terminal voltage between the signal extraction portions 250 changes as the electric resistance of the conductive stretch knitted fabric 21 changes.
  • the arithmetic unit (microcomputer) 310 via the detection circuit 340 of the control unit 300, the stretched state and the non-stretched state of the conductive stretchable knitted fabric 21 can be detected.
  • the circuit is not limited to the detection circuit 340 having the reference resistance shown in FIG. 16 as long as the circuit can detect the stretched state and the non-stretched state of the conductive stretch knitted fabric 21.
  • the bridge circuit It does not matter.
  • the control unit 300 includes the detection circuit 340 described above, a wireless communication unit 320 that transmits detection results, and an arithmetic unit 310 that controls these units, and further supplies power thereto.
  • a power supply unit (for example, a lithium ion rechargeable battery) 330 is provided. Note that the control block diagram of the control unit 300 shown in FIG. 16 represents only the minimum necessary configuration.
  • the sensor main body 220 including the conductive stretchable knitted fabric 21 having the property that the electrical resistance changes between when stretched and when not stretched is adhered to the stretchable body fabric 162. Attached. For adhesion, it is preferable to use a heat-adhesive or heat-bondable adhesive material from the viewpoint of workability and the like. However, the present invention is not limited to this, and the sensor main body 220 including the conductive stretchable knitted fabric 21 is attached to the body fabric 162.
  • the stretch fabric has a feature that the body fabric 162 is larger than the conductive stretch knitted fabric 21.
  • the body fabric 162 made of double raschel knitted (warp knitted) fabric having a constant elongation load of 30% in the longitudinal direction when worn is 53.0 N in the longitudinal direction ( A sensor body 220 having a constant elongation load of 44.2 N at 30% elongation in the longitudinal direction) was bonded with a urethane resin thermal adhesive.
  • the sensor body 220 adopts the above-described conductive stretch knitted fabric (part 2), and uses the DCY coated with 30 dtex silver-plated fiber as the conductive stretch knitted fabric 210 with a polyurethane elastic yarn of 155 dtex as a core yarn, A sensor body 220 having a width of 8 mm was manufactured by milling using 100 dtex polyester yarn and 155 dtex polyurethane elastic yarn (inserted by an inlay) as the non-conductive portion 230.
  • the constant elongation load is based on JIS L1096 E method using the autograph device (model number AGS-J) manufactured by Shimadzu Corporation, chucking the sensor body 220 and the 8 mm wide fabric piece of the body cloth 162 at an interval of 100 cm. And measured.
  • the stretch fabric 162 has a larger stretch resistance than the conductive stretchable knitted fabric 21, that is, the conductive stretchable knitted fabric 21 stretches more easily than the stretchable fabric 162 ( Because the conductive stretch knitted fabric 21 is easier to stretch and harder to shrink, and the body fabric 162 is harder to stretch and shrunk))
  • the knee is bent during the transition from the non-stretched state to the stretched state (when the knee that has not been bent is bent), and the conductive elastic knitted fabric 21 is stretched with a weaker force than the body fabric 162 due to the movement (first conductive)
  • the conductive stretch knitted fabric 21 is stretched), and the conductive stretch knitted fabric 21 can be stretched with good responsiveness.
  • the conductive elastic knitted fabric 21 is desired to shrink with good responsiveness due to its movement, it is easy to stretch but is difficult to shrink.
  • the elastic stretch knitted fabric 21 is supported by the stronger contraction force of the body fabric 162 (it is difficult to stretch and easily shrink) and can be shrunk with good responsiveness.
  • the body fabric 162 stretches more easily than the conductive stretch knitted fabric 21.
  • the body fabric 162 is easier to stretch and is less likely to shrink, and the conductive stretch knitted fabric 21 is less likely to stretch and is easier to shrink
  • the knee is bent during the transition from the non-stretched state to the stretched state (when the knee that has not been bent is bent), and the movement causes the body fabric 162 to stretch with a weaker force than the conductive stretchable knitted fabric 21 (first body Since the fabric 162 is stretched), even if the body fabric 162 is stretched, the conductive stretchable knitted fabric 21 does not stretch, and the responsiveness of the conductive stretchable knitted fabric 21 is deteriorated.
  • the knitted fabric including the conductive stretch knitted fabric 21 and the body fabric 162 (more generally, fibers) has a hysteresis property that is easy to stretch and difficult to shrink. As described above, when the knee is repeatedly bent and stretched repeatedly (when the movement of the body fabric 162 is smaller than that of the conductive stretchable knitted fabric 21 and the knee is repeatedly bent and stretched), the knee is not bent.
  • the conductive stretch knitted fabric 21 formed of the knitted fabric stretched and the resistance value changed greatly (because it was easy to stretch, the resistance value was likely to change greatly), and then the bent knee Since the resistance value gradually returns when the arm is extended, a phenomenon occurs in which the time change when returning to the original posture (the posture in which the knee is extended) is not so large (compared to the reverse operation). In such a case, when the steady state (the state where the knee is extended) ⁇ the extended state (the state where the knee is bent) ⁇ the steady state (the state where the knee is extended) is changed, I will receive it greatly.
  • the first threshold value for determining that the knee is bent is set large (low sensitivity), and the second threshold value for determining that the knee is extended is set. It is necessary to set small (high sensitivity). That is, when the stretch resistance is the conductive stretch knitted fabric 21> the body fabric 162, the resistance value changes greatly when the knee is bent, whereas the conductive stretch knitted fabric 21 is (mainly) the moment when the knee is stretched. In order to shrink by its own stretch force (because the stretch resistance is conductive stretch knitted fabric 21> body cloth 162), the resistance value gradually returns. For this reason, it is considered that the resistance change when the bent knee is stretched is smaller than the resistance change when the stretched knee is bent. It is necessary to use two kinds of threshold values.
  • the knee supporter 160 has the characteristic that the stretch fabric 162 is larger than the conductive stretch knitted fabric 21 as described above. Even if it repeats, because the stretch fabric 162 is larger than the conductive stretchable knitted fabric 21 (the resistance value changes greatly when the knee is bent (this is the same)), At the moment of stretching, the conductive elastic knitted fabric 21 is quickly contracted by the elastic force of the body fabric 162 having a large elastic force rather than the elastic force of the conductive elastic knitted fabric 21 itself. The resistance value returns quickly (because it is the fabric 162), and there is little change in resistance while the knee is bent. For this reason, it is considered that the resistance change when the bent knee is extended and the resistance change when the extended knee is bent are equivalent, and it is not necessary to use two kinds of threshold values.
  • the knee supporter 160 which is characterized in that the stretch fabric 162 is larger in the body fabric 162 than the conductive stretch knitted fabric 21 as described above, will be described more specifically.
  • the knee supporter 160 is electrically connected to the conductive stretchable knitted fabric 21 (more specifically, the signal extraction unit 250 and the signal connection unit 350 are electrically connected), and is electrically conductive by the detection circuit 340 shown in FIG.
  • the control unit 300 further includes a control unit 300 that detects a change in the electrical resistance of the elastic stretch knitted fabric 21 to determine the motion of the human body.
  • the arithmetic unit 310 of the control unit 300 in order to determine the first action of the human body (the action of bending a knee that has not been bent) when the conductive stretchable knitted fabric 21 changes from non-stretched to stretched.
  • a first reference for determining a change in electrical resistance and a second action of the human body bending in accordance with the change of the conductive stretchable knitted fabric 21 from the stretched state to the non-stretched state, which is the reverse of the first action.
  • a second reference for determining a change in electrical resistance is set in order to determine (when extending the knee).
  • the first reference and the second reference are thresholds for the detected voltage value (resulting in a threshold for electric resistance), and these first reference and second reference Can be set equally.
  • a first threshold value is set as to whether or not it is determined that the knee is bent if the knee is lowered.
  • the electric resistance of the conductive stretch knitted fabric 21 is decreased and detected.
  • a second threshold value is set for how much the voltage value rises when it is determined that the knee has been extended when the voltage between the extraction unit 250 terminals rises.
  • the knee supporter 160 has the above-described characteristic that the stretch fabric 162 has a larger stretch resistance than the conductive stretch knitted fabric 21 as described above.
  • the resistance change when the bent knee is extended and the resistance change when the extended knee is bent are approximately the same, and the first threshold value and the second threshold value are set to be equal. (Horizontal white double arrow in FIG. 17).
  • “equal” includes the case where the threshold values are equal, and means that the second threshold value need not be set to a different value with respect to the first threshold value. Note that the first threshold value and the second threshold value may be set to different values when detecting the bending / extending motion of the knee supporter 160 of the present application.
  • FIG. 17 shows the detection result of the voltage between the signal extraction units 250 of the knee supporter 160 according to the present embodiment.
  • FIG. 17 shows a temporal change in the voltage between the signal extraction unit 250 terminals when the user wearing the knee supporter 160 on the knee repeatedly performs the bending and stretching exercises of the knee.
  • FIG. 17 shows data after desired filter processing (processing such as a high-pass filter, a low-pass filter, and a band-pass filter) is performed on the detection data.
  • desired filter processing processing such as a high-pass filter, a low-pass filter, and a band-pass filter
  • a bending / extending operation which is an operation of bending and extending, is counted as one time.
  • the first threshold value (and a second threshold value equivalent thereto) is set based on a steady state (a state in which the knee is extended), as indicated by a double arrow in the vertical direction in FIG.
  • a knitted fabric that is rich in elasticity and flexibility and has a resilience when it is repeatedly stretched, but has a characteristic that the electric resistance changes between when stretched and when not stretched.
  • a human body motion detection wearing device as an example suitably applying a conductive stretch knitted fabric that can also obtain air permeability, moisture permeability, water absorption, etc., and a part including a joint of a human body, etc. It is possible to detect a human body motion with high accuracy.
  • a conductive stretch knitted fabric having a characteristic that electrical resistance changes between when stretched and when not stretched, and a fabric with stretchability, to which the conductive stretch knitted fabric is attached As an example of the human body motion detection wearing tool, the cloth constituting the human body motion detection wearing tool has been described as being a body cloth to be worn in contact with the human body. As a modified example, a human body motion detection wearing device in which at least one of a conductive stretch knitted fabric and a fabric is attached to a body fabric to be worn in contact with a part of the human body can be considered.
  • the human body motion detection wearing device is formed of three layers of a conductive stretch knitted fabric, a fabric (described as an intermediate fabric in this modified example), and a body fabric (fabric in contact with the human body). There are three variations defined by layer order as follows.
  • First modification conductive stretch knitted fabric (stretch resistance: medium), intermediate fabric (stretch resistance: large), body fabric (stretch resistance: small)
  • Second modification conductive stretch knitted fabric (stretch resistance: medium), body fabric (stretch resistance: small), intermediate fabric (stretch resistance: large)
  • Third modification intermediate fabric (stretch resistance: large), conductive stretch knitted fabric (stretch resistance: medium), body fabric (stretch resistance: small)
  • Second modification intermediate fabric (stretch resistance: large), conductive stretch knitted fabric (stretch resistance: medium), body fabric (stretch resistance: small)
  • conductive stretch knitted fabric (stretch resistance: medium), intermediate fabric (stretch resistance: large) and body fabric (stretch resistance: small) are the same layer (for example, body fabric with low stretch resistance) Partly knitted knitting structure corresponding to an intermediate fabric with high stretch resistance)
  • the skin may be in contact with any of the conductive stretch knitted fabric, the intermediate fabric, and the body fabric (the surface that is in contact with the skin is the same in the above embodiment as well).
  • any fabric or knitted fabric not limited to 2 layers or 3 layers, You may provide another layer.
  • the stretchable fabric may be partially smaller than the stretch resistance of the conductive stretch knitted fabric.
  • the knee supporter 160 only the kneecap portion may be formed of a fabric having a low elongation resistance so that the bending and stretching operation is easy.
  • the invention of the human body motion detection wearing device according to the first embodiment is a knitted fabric that is rich in elasticity and flexibility and has a resilience when it is repeatedly stretched
  • a human body motion detection wearing device as an example suitably applied with a conductive stretch knitted fabric that has characteristics that change electrical resistance and that can also obtain air permeability, moisture permeability, water absorption, etc. It is particularly preferable in that it can detect a human body motion in a part including the joint of the head with high accuracy.
  • the human body motion detection wearing device according to the second embodiment is configured as a lower garment worn by a person on the lower body, and wearer's breathing information (for example, presence or absence of breathing, breathing cycle, etc.), heart rate Biometric information such as information and temperature information is acquired.
  • the human body motion detection wearing device according to the second embodiment is one of the purposes to effectively acquire biological information by effectively suppressing the wearer from taking off easily. . As shown in the schematic configuration diagram shown in FIG.
  • the human body motion detection wearing tool (undergarment) 3 includes a lower garment body 31 and an operation detection sensor unit whose electrical characteristics change between when extended and when not extended. 33, a heartbeat detection sensor 34, and a terminal portion 35.
  • the “change in electrical characteristics” is a concept including “change in electrical resistance” and “change in capacitance”, and hereinafter, motion detection included in the human body motion detection wearing tool (undergarment) 3.
  • the sensor unit 33 will be described mainly using a configuration in which the electric resistance value changes between when extended and when not extended, but is not limited to such a configuration, and a change in capacitance is detected according to the disclosure of the present application. It can be replaced with the method to do.
  • the lower garment body 31 is preferably stretchable clothing made of non-conductive fibers, and specific examples thereof include pants, spats, tights, girdles, steteco, pajamas trousers, and the like.
  • the lower garment main body 31 includes a waist band portion 32 for preventing slippage around the waist. From the viewpoint of accurately detecting biometric information, the lower garment body 31 preferably employs an underwear configuration that is in close contact with the skin, such as pants, spats, tights, and girdle.
  • the lower garment main body 31 shown in FIG. 18 is comprised as pants.
  • Non-conductive fibers that form the lower garment body 31 are not particularly limited, but natural fibers such as cotton, hemp, silk, and hair, semi-synthetic fibers that are regenerated cellulose fibers such as cupra and viscose rayon, or Examples thereof include synthetic fibers such as polyamide, polyester, and polyurethane. Moreover, the fiber etc. which combined these natural fiber, semi-synthetic fiber, and synthetic fiber suitably can also be employ
  • the above non-conductive fibers may be made of rubber knitting (milling knitting, rib knitting), smooth knitting, pearl knitting, tengu knitting (flat knitting), etc.
  • the lower garment body 31 may be formed by a method of knitting such as rubber knitting.
  • the lower garment body 31 excluding the waistband portion 32 is not limited to having stretchability, and may be formed as a configuration having no stretchability (or low stretchability).
  • the motion detection sensor unit 33 detects information related to breathing of the wearer of the human body motion detection wearing device (undergarment) 3 according to the second embodiment of the present invention (for example, presence or absence of breathing, breathing cycle, etc.). It is configured as a detection means, and has a characteristic that the electric resistance value changes due to expansion and contraction. In other words, the electrical resistance value changes by changing the cross-sectional area or length of the sensor through expansion and contraction due to the physique fluctuation caused by the wearer's breathing motion, and by detecting the changed electrical resistance value, the wearer's breathing motion It is possible to directly detect the physical change in the circumference of the abdomen (waist circumference) due to, and to acquire information such as whether the wearer is breathing and whether the breathing cycle is fast or slow.
  • the motion detection sensor unit 33 is not particularly limited as long as it has a configuration in which the electric resistance value changes by expansion and contraction.
  • a conductive polymer material formed into a strip shape can be suitably used.
  • the motion detection sensor part 33 can also be comprised by transcribe
  • the structure of the motion detection sensor unit 33 one having a knitted structure as shown in FIG. 1 or FIG.
  • the motion detection sensor unit 33 is formed in a strip shape so that the longitudinal direction is along the course direction. It is not necessary that the entire region in the width direction perpendicular to the longitudinal direction is composed of a flat knitted fabric made of the conductive yarn 10, and at least only the central portion in the width direction is made of a flat knitted fabric made of the conductive yarn 10, and both sides are insulated. You may be comprised with the plain knitted fabric by a thread
  • the elastic yarn 11 is used as a core portion and the conductive yarn 10 is covered as a single layer as the motion detection sensor portion 33. It is also possible to use a fabric knitted with covering yarn made of SCY or doubly coated DCY.
  • the motion detection sensor unit 33 configured in a belt shape is disposed on the stomach side of the lower garment body 31 along the circumferential direction of the waistband part 32 included in the lower garment body 31 (along the circumference of the abdomen). It is arranged.
  • the belt-shaped motion detection sensor unit 33 is configured to expand and contract along its longitudinal direction to change its electric resistance value.
  • the specific installation position of the motion detection sensor unit 33 disposed on the abdomen side is not particularly limited.
  • the operation detection sensor unit 33 is installed on the front surface side or the back surface side of the waist band unit 32 and integrated with the waist band unit 32. Alternatively, it may be arranged directly below the waistband portion 32 so as to be parallel to the waistband portion 32.
  • the arrangement position of the motion detection sensor unit 33 is not limited to the ventral side of the lower garment main body 31.
  • the motion detection sensor unit 33 may be arranged on the back side of the lower garment main body 31, or You may arrange
  • the sensor is urged toward the body's home position and skin side with a tightening force based on the stretchability of the fabric, and preferably in close contact.
  • the lower garment body 31 is formed with wiring (not shown) that is electrically connected to the motion detection sensor unit 33 and concentrated in the terminal unit 35.
  • the wiring may be formed by printing conductive ink on the lower garment main body 31 or may be formed by weaving conductive fibers into the lower garment main body 31.
  • the heart rate detection sensor 34 is a detection means for detecting heart rate information of the wearer of the human body motion detection wearing tool (undergarment) 3.
  • the heartbeat detection sensor 34 includes a pair of electrodes 34a and 34b, and is a sensor that detects a heartbeat signal from a potential difference between the electrodes 34a and 34b.
  • the electrodes 34a and 34b constituting the heartbeat detection sensor 34 are respectively arranged in regions corresponding to the bases of the thighs.
  • position each electrode 34a, 34b closely to a wearer's skin it is preferable to arrange
  • the arrangement positions of the electrodes 34 a and 34 b constituting the heart rate detection sensor 34 are not particularly limited, and may be arranged on the abdomen of the lower garment main body 31 or the waistband part 32.
  • the electrodes 34a and 34b are arranged in the abdomen and the waistband part 32, it is preferable to arrange the electrodes 34a and 34b in the vicinity of the left and right waists, respectively.
  • a third electrode intermediate pole
  • the lower garment body 31 is formed with wiring (not shown) that is electrically connected to the electrodes 34 a and 34 b of the heart rate detection sensor 34 and is concentrated on the terminal portion 35.
  • the wiring may be formed by printing conductive ink on the lower garment main body 31 or may be formed by weaving conductive fibers into the lower garment main body 31.
  • the terminal unit 35 is an area where wirings connected to the motion detection sensor unit 33 and the heart rate detection sensor 34 are gathered, and a respiratory information signal and a heart rate are connected via a connector unit 36 connected to the terminal unit 35.
  • the signal is output to an external processing device.
  • the arrangement position of the terminal part 35 is not specifically limited, in the structure of FIG. 18, it is comprised so that it may form in the abdominal part area
  • the connector part 36 includes a temperature detection sensor 362, a position information detection sensor 363, a respiration information detection circuit 364, and a heartbeat detection circuit 365 arranged on a sheet-like circuit board 361. , A communication circuit 366, a battery 367, and a control unit 368.
  • the circuit board 361 a general-purpose board such as glass / epoxy or glass / composite can be used.
  • the circuit board 361 is preferably placed in a resin case such as ABS.
  • the temperature detection sensor 362 is a detection means for detecting the body temperature of the wearer of the human body motion detection wearing tool (undergarment) 3 and the ambient temperature (environment temperature) of the wearer.
  • various conventional sensors such as various sensors such as a thermistor can be employed.
  • the position information detection sensor 363 is detection means for detecting the position of the wearer of the human body motion detection wearing tool (undergarment) 3 and can be exemplified by a GPS sensor or a beacon sensor.
  • the respiration information detection circuit 364 is electrically connected to the motion detection sensor unit 33, and is a circuit for detecting a change in resistance value due to expansion and contraction of the motion detection sensor unit 33.
  • the heartbeat detection circuit 365 is electrically connected to the heartbeat detection sensor, and is a circuit for detecting an electrical signal detected by the heartbeat detection sensor.
  • the communication circuit 366 is a circuit having a function of transmitting the acquired respiratory information signal, heart rate signal, and temperature information to an external processing device such as a mobile terminal such as a smart phone or a personal computer. Note that the connection between the external processing device and the communication circuit 366 may employ a wired connection in addition to a wireless connection.
  • the battery 367 is a power source for various sensors, the communication circuit 366, and the like.
  • a lithium ion secondary battery such as a lithium polymer battery, a lithium ion capacitor, an electric double layer capacitor, a redox capacitor, or the like can be used.
  • the control unit 368 is electrically connected to the temperature detection sensor 362, the position information detection sensor 363, the respiration information detection circuit 364, the heartbeat detection circuit 365, the communication circuit 366, and the battery 367, and includes various sensors and communication circuits 366. And a function of processing signals acquired from various sensors.
  • connection method of the terminal part 35 and the connector part 36 is not specifically limited, For example, as shown to the schematic structure sectional drawing of Fig.20 (a), it connects via the snap button 37 which consists of electroconductive materials. be able to.
  • the end of the wiring connected to the motion detection sensor unit 33 and the heart rate detection sensor 34 is configured to be connected to the male snap button 371, and furthermore, a breathing information detection circuit in the connector unit 36 364 and the heartbeat detection circuit 365 are configured to be electrically connected to the female snap button 372, so that each signal acquired by the motion detection sensor unit 33 and the heartbeat detection sensor 34 can be detected by the connector unit 367.
  • each sensor acquisition signal can be output to an external processing device via the control unit 368 and the communication circuit 366.
  • the structure of the terminal part 35 and the connector part 36 can be simplified by employ
  • a snap button 372 is provided on the circuit board 361 as shown in FIG.
  • the snap button 372 may be configured to be exposed from the case 369.
  • the snap button 372 is disposed on the case 369, and the circuit board 361 is a lead wire R or the like. May be electrically connected.
  • the pocket and cloth cover which can hide a case.
  • a pocket or cloth cover it is possible to effectively prevent a finger from being caught on the connector part 36 connected to the terminal part 35 and the connector part 36 falling off unexpectedly.
  • a dementia patient can make it hard to notice the connector part 36 connected to the lower garment main body 31, and can suppress effectively removing the connector part 36.
  • the circuit board 361 may be divided into functional units, and the divided circuit boards may be connected with a flexible cable or the like.
  • the connector portion 36 employs a configuration including the temperature detection sensor 362 and the position information detection sensor 363, but is not particularly limited to such a configuration, and the human body operation according to the present invention.
  • the temperature detection sensor 362 and the position information detection sensor 363 may be directly arranged on the lower garment body 31 of the detection wearing tool (undergarment) 3. For example, you may arrange
  • the human body motion detection wearing device 3 employs a lower garment configuration such as pants, spats, tights, and the like as clothing for acquiring biological information such as respiratory information.
  • a biometric information acquisition sensor is provided on a T-shirt (in the case of an upper garment type)
  • the upper garment is unconsciously removed when the wearer is sleeping.
  • a patient with dementia there is a problem that he / she takes off unconsciously regardless of whether he is sleeping or not.
  • the human body motion detection wearing device when configured with the underwear body 31 as an underwear that is in close contact with the skin, such as pants, spats, tights, and girdle, these are usually worn on the inside of the pants or skirt. For this reason, even if the wearer unconsciously takes off his lower garment, it is only the pants and skirt that he takes off, and the possibility of taking off his underwear is even lower, and biometric information such as breathing information can be acquired. It is possible to further reduce the occurrence of the situation of being lost.
  • the motion detection sensor unit 33 when the motion detection sensor unit 33 is installed on the front surface side or the back surface side of the waistband portion 32 and configured so that the motion detection sensor portion 33 and the waistband portion 32 are integrated, In addition to the function of preventing the lower garment body 31 from sliding down from the lower body of the wearer, the function of acquiring respiratory information can be directly given to the waistband part 32. Further, by arranging the motion detection sensor part 33 in the waistband part 32, the degree of design freedom for the region of the lower garment main body 31 other than the waistband part 32 can be improved, and the appearance is aesthetic. Can be improved.
  • the human body motion detection wearing tool (underwear) 3 since the human body motion detection wearing tool (underwear) 3 according to the above embodiment includes the heart rate detection sensor 34, the wearer's heart function can be confirmed, and the heart is burdened. Or not.
  • the temperature detection sensor 362 is provided, it is possible to recognize whether or not the wearer is exposed to extreme heat, whether or not there is a risk of heat stroke, and the like.
  • the position information detection sensor 363 is provided, it is possible to recognize where the wearer is, and in particular, when the wearer is a patient with dementia, it is possible to confirm whether or not he / she is hesitant. It is possible to identify the place where he / she can hesitate.
  • the human body motion detection wearing tool according to the second embodiment of the present invention has been described above, but the specific configuration of the human body motion detection wearing tool (underwear) 3 is not limited to the above embodiment.
  • the humidity detection sensor for example, various types such as a resistance change type and an electrostatic change type can be adopted.
  • the myoelectric detection sensor is, for example, a sensor that includes a pair of electrodes and detects a myoelectric signal from the potential difference between the electrodes. Further, it can be formed by weaving conductive fibers.
  • the arrangement positions of these humidity detection sensors and myoelectric detection sensors are not particularly limited, and may be set as appropriate according to the purpose.
  • an optical sensor composed of a combination of an LED and a photodiode is arranged near the thigh, infrared light from the LED is incident on the living body, and reflected light is received by the photodiode. You may make it detect a pulse wave.
  • the motion detection sensor part 33 is formed in strip
  • the motion detection sensor part 33 is formed in a strip
  • the motion detection sensor unit 33 may be integrated with the waistband unit 32 by weaving conductive fibers into the waistband unit 32.
  • the fiber to be rubber knitted or the like is changed to a conductive fiber, and the motion detection sensor part 33 is provided in a predetermined region (for example, an abdomen equivalent region). You may make it form. Even in the case of adopting such a configuration, as described above, the integrity of the waistband part 32 and the motion detection sensor part 33 is further improved, and it becomes possible to acquire respiratory information with high accuracy. At the same time, it is possible to reduce a sense of discomfort in the external design.
  • belt shape is arrange
  • both ends of the motion detection sensor unit 33 are fixed to the body, and the movement of the abdominal circumference due to the breathing motion is detected.
  • the sensor unit 33 can detect with high accuracy. It should be noted that both ends of the motion detection sensor unit 33 are not arranged in regions corresponding to the left and right upper edges of the iliac bone in the pelvis, but only one end of the motion detection sensor unit 33 of the iliac bone. You may arrange
  • the single motion detection sensor unit 33 is configured to be provided.
  • the second motion is not particularly limited to this configuration and has the same configuration as the motion detection sensor unit 33. You may comprise so that the detection sensor part 33b may be provided. Thus, by comprising so that several respiration information detection sensors are provided, the noise in the respiration information signal detected can be removed effectively, and the detection accuracy of respiration information can be improved.
  • the second motion detection sensor unit 33 b can be expanded and contracted in a direction different from the expansion and contraction direction of the motion detection sensor unit 33. You may comprise so that it may arrange
  • the second motion detection sensor unit 33b is arranged along the side of the thigh while one end of the belt-shaped second motion detection sensor unit 33b is arranged in a region corresponding to the upper edge of the iliac bone in the pelvis. It is arranged in such a form.
  • the motion detection sensor unit 33 mainly acquires respiratory information, while the second motion detection sensor unit 33b acquires respiratory information, but the body motion other than the respiratory motion. It is possible to detect (e.g., standing up or sitting down).
  • the detection information acquired by the second motion detection sensor unit 33b is related to the breathing motion by detecting the periodicity. It is possible to recognize and divide information into information related to body movement other than breathing motion.
  • the configuration is not limited to the configuration illustrated in FIG.
  • the second motion detection sensor unit 33b may be disposed on the front surface of the thigh, or one end of the second motion detection sensor unit 33b may be disposed in a region corresponding to the upper edge of the iliac bone in the pelvis, 2
  • the longitudinal direction of the second motion detection sensor unit 33b is oblique. You may arrange
  • the heartbeat detection sensor 34 the temperature detection sensor 362, and the position information detection sensor 363 are provided.
  • the present invention is not particularly limited to this configuration, and the heartbeat detection sensor 34, All of the temperature detection sensor 362 and the position information detection sensor 363 may be omitted, or a part of the sensors may be omitted.
  • FIG. 22A is a schematic configuration plan view of the human body motion detection wearing tool 5 according to the third embodiment
  • FIG. 22B is a schematic configuration cross section showing the AA cross section of FIG. 22A.
  • FIG. 22 (c) is a schematic structure back view seen from the arrow B direction in (b).
  • the human body motion detection wearing device 5 is, for example, a biological sensor that acquires respiration information (for example, presence / absence of breathing, respiration cycle, etc.) and body movement information (for example, information related to limb movement).
  • the motion detection wearing tool 5 itself constitutes a motion detection sensor unit whose electrical characteristics change between when extended and when not extended.
  • the “change in electrical characteristics” is a concept including “change in electrical resistance” and “change in capacitance”.
  • the human body motion detection wearing device 5 according to the third embodiment will be described.
  • the human body motion detection wearing tool 5 has a strip shape, and includes a dielectric layer 51 and one surface of the dielectric layer 51. And a first conductive layer 52 and a second conductive layer 53 provided on each of the other surfaces.
  • This motion detection mounting tool 5 comprises a capacitor by the dielectric layer 51 and the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 sandwiching the dielectric layer 51 therebetween. This is a sensor capable of detecting a change in capacitance between the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53.
  • the dielectric layer 51 is configured to have elasticity, and has an insulating property that does not energize the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 even when they are in contact with each other. It is configured.
  • the electric resistivity of the dielectric layer 51 is preferably 10 6 ⁇ ⁇ cm or more and 10 18 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the form of the dielectric layer 51 is not particularly limited, and may be configured in a sheet-like film shape, or may be configured in a fabric shape such as a knitted fabric, a woven fabric, or a non-woven fabric.
  • thermoplastic elastomer As a material of the dielectric layer 51, a thermoplastic elastomer can be exemplified.
  • urethane rubber natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, butyl rubber, nitrile rubber, ethylene / propylene rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, silicone rubber, fluorine rubber, ethylene / acetic acid
  • Various rubber materials such as vinyl rubber and epichlorohydrin rubber are listed.
  • the dielectric layer 51 may be configured as a sponge having a minute gap inside. By configuring in such a sponge shape, the dielectric layer 51 can easily return to the initial form (form before extending) when the pulled state is released.
  • the thickness of the dielectric layer 51 is not particularly limited, but is preferably set in the range of 5 ⁇ m to 1000 ⁇ m, and more preferably in the range of 10 ⁇ m to 750 ⁇ m. Furthermore, it is more preferable to set in the range of 20 ⁇ m to 500 ⁇ m. By setting the numerical value in such a range, it is possible to obtain preferable stretchability while effectively preventing breakage easily by tension.
  • the first conductive layer 52 includes a strip-shaped first electrode portion 521 and the strip-shaped first non-conductive portion 522 on both sides of the first electrode portion 521. It is configured with.
  • the second conductive layer 53 has the same configuration as the first conductive layer 52, and includes a strip-shaped second electrode portion 531, and strip-shaped second non-conductive portions 532 on both sides of the second electrode portion 531. It is prepared for.
  • the longitudinal directions of the first electrode portion 521 and the first non-conductive portion 522 included in the first conductive layer 52 and the longitudinal directions of the second electrode portion 531 and the second non-conductive portion 532 included in the second conductive layer 534 are as follows.
  • the extending direction of the strip-like motion detection wearing tool 5 is not particularly limited, but it is preferable that the strip-like motion detecting wearing tool 5 is configured to be stretchable at least along the longitudinal direction of the motion detection wearing tool 5.
  • the first conductive layer 52 is configured to have elasticity, for example, a conductive yarn for configuring the first electrode portion 521 and a non-conductive for configuring each first non-conductive portion 522. It is preferable to configure as a knitted or woven fabric (knitted fabric) using a conductive yarn. The same applies to the second conductive layer 53.
  • the second conductive layer 53 is knitted or woven using a conductive yarn for forming the second electrode portion 531 and a non-conductive yarn for forming each second non-conductive portion 532. It is preferable to configure as a dough.
  • the first conductive layer 52 (the first electrode portion 521 and the first non-conductive portion 522) and the second conductive layer 53 (the second electrode portion) are used as a fabric having a knitted fabric structure formed by knitting. 531 and the second non-conductive portion 532) are formed.
  • the knitted fabric structure is not particularly limited. Various knitted fabric structures can be employed. Further, when the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 are configured as a woven fabric, examples of the woven structure include a plain weave, a twill weave, a satin weave, and the like.
  • the manufacturing method of the 1st conductive layer 52 and the 2nd conductive layer 53 is not limited to the said method, For example, after knitting or weaving a cloth body first with a nonconductive fiber, a conductive thread is knitted into a predetermined part, Alternatively, the first electrode portion 521 (or the second electrode portion 531) can be formed and manufactured by embroidery or the like.
  • the conductive yarn for constituting the first electrode part 521 and the second electrode part 531 for example, aluminum, nickel, copper, titanium, magnesium, tin, zinc, iron, silver, gold, platinum, vanadium, Threads formed from pure metals such as molybdenum, tungsten, and cobalt, alloys thereof, stainless steel, brass, etc., or metal wires in the shape of strips or conductive fibers such as carbon fibers can be used.
  • a covering yarn in which a synthetic fiber (for example, polyester fiber or nylon fiber) or natural fiber is used as a core and a metal fiber is wound around the core may be used as the conductive yarn.
  • a metal coated yarn in which a synthetic fiber or natural fiber is used as a core, and a metal component is applied to the core by wet or dry coating, plating, vacuum film formation, or other appropriate deposition methods.
  • a metal coated yarn in which a synthetic fiber or natural fiber is used as a core, and a metal component is applied to the core by wet or dry coating, plating, vacuum film formation, or other appropriate deposition methods.
  • a monofilament for the core a multifilament or spun yarn, which is an aggregate of a plurality of single fibers, is preferable to a monofilament, and further, a wooly processed yarn or a covering yarn such as SCY or DCY. Further, bulky processed yarn such as fluffed yarn is more preferable.
  • metal components to be deposited on the core include pure metals such as aluminum, nickel, copper, titanium, magnesium, tin, zinc, iron, silver, gold, platinum, vanadium, molybdenum, tungsten, cobalt, alloys thereof, stainless steel Brass, etc. can be used.
  • the thickness of the conductive yarn is not particularly limited, but the wire diameter per single wire is preferably, for example, 10 to 100 ⁇ m. In particular, the thickness of 10 to 50 ⁇ m is particularly preferable because the flexibility and durability of the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 themselves (the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 themselves) are easily compatible.
  • the surface may be covered with an insulating coating layer.
  • the metal wire covered with the insulating coating layer may be a monofilament or a multifilament, and it is particularly preferable that 2 to 9, more preferably 3 to 7, are bundled and used as one yarn.
  • polyurethane, polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene, nylon (nylon 6 and nylon 66, etc.) is a general term for polyamide-based synthetic fibers obtained by spinning a long chain continuous synthetic polymer by amide bonds into fibers.
  • Fluorinated resins such as polyester, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, PFA, PVDF, ETFE, polystyrene, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, formal (polyvinyl formal), butyral (polyvinyl) Butyral).
  • the material which can be used as an insulating coating layer is not limited to these resin types.
  • a metal wire that is insulation-coated with a resin as exemplified is also called an enamel-coated metal wire.
  • a general coating method from application of the molten material to drying may be employed.
  • covering yarn SCY or DCY
  • a metal wire as a core material
  • a fibrous (thread-like) insulation coating material for example, a yarn or cotton yarn formed from a material usable as the above-mentioned insulation coating layer
  • a cover material for example, a yarn or cotton yarn formed from a material usable as the above-mentioned insulation coating layer
  • the material forming the insulating coating layer has flexibility and stretchability in addition to melting at the solder melting temperature (approximately 170 ° C. to 250 ° C.). Things are recommended. That is, it is preferable to use a thermoplastic resin having a melting point equal to or lower than the melting temperature of the solder for the insulating coating layer. Soldering can be performed in a short time, and in order to ensure reliable conduction without obstructing the solder spot by surely burning or shrinking the molten insulating coating layer, within the range of the melting temperature of the solder Those having a melting point in the low temperature range (“150 ° C. or lower” can be mentioned as an example of a standard) are suitable.
  • the selection of the insulating coating layer is not limited only to the melting point, but the thickness of the insulating coating layer covering the conductive yarn is one of the conditions. For example, even if the melting point of the insulating coating layer is high (if the standard is 150 ° C., the temperature is higher than that), if the coating thickness is thin, it will melt relatively easily during soldering. It can be used as an insulating coating layer.
  • 150 ° C. is given as an example of a standard for the melting temperature of the solder, but this melting temperature varies depending on the resin selected for the insulating coating layer. For example, it should be 155 ° C for polyester, modified polyester, polyester-nylon, etc., 105 ° C for formal, 130 ° C for polyurethane, and 180 ° C for polyesterimide.
  • first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 may be configured by mixing elastic yarn with conductive yarn. By combining the elastic yarn, the stretchability of the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 can be improved.
  • the elastic yarn is preferably a non-conductive yarn.
  • polyurethane or rubber-based elastomer material may be used alone, or covering yarn using polyurethane or rubber-based elastomer material for “core” and nylon or polyester for “cover” can do.
  • functions such as hydrophilicity, water repellency, corrosion resistance / corrosion resistance, and coloring can be imparted. It is also useful for improving touch and controlling elongation.
  • the first electrode portion 521 has a resistance change rate (%) of the electrical resistance value at the time of 50% elongation with respect to the electrical resistance value at the time of 0% elongation. It is preferable to configure so as to be 20% or less, and more preferable to configure so as to be 10% or less. Furthermore, it is even more preferable to configure it to be 5% or less.
  • the second electrode portion 531 is also preferably configured such that the rate of change in resistance of the electrical resistance value at 50% elongation to 20% or less with respect to the electrical resistance value at 0% elongation is 20% or less. More preferably, the configuration is as follows. Furthermore, it is even more preferable to configure it to be 5% or less.
  • the rate of change in resistance (%) is [(electric resistance value at 50% elongation) ⁇ (electric resistance value at 0% elongation)] / (electric resistance value at 0% elongation) ⁇ 100% Is calculated as
  • the yarn in order to keep the resistance change rate (%) of the electrical resistance value at the time of 50% elongation to the electrical resistance value at the time of 0% elongation, As the yarn, it is preferable to employ a configuration in which the above-described insulating coating layer is provided on the outer layer.
  • the above-described insulating coating layer is provided on the outer layer.
  • an insulation coating layer in an outer layer, as a conductive thread coat
  • a core a conductive yarn obtained by winding a metal fiber around this core, a synthetic fiber or a natural fiber as a core
  • You may comprise so that an insulating coating layer may be provided in outer layers, such as a metal adherence thread
  • FIG. A knitted fabric structure as shown in (b) can also be adopted.
  • the knitted fabric structure shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b) is a smooth knitting (also referred to as double-sided knitting or interlock), and it seems that two milling knives are overlapped to fill the uneven grooves.
  • This knitted structure is composed of conductive yarns 10 and elastic yarns 11. In addition, as long as the conductive yarn 10 and the elastic yarn 11 are included, it is optional to mix other types of yarn.
  • the conductive yarn 10 is entangled with the conductive yarn old loop 10a on the knitted fabric surface side and the first loop P1 is formed. Form and move to the back side of the knitted fabric. Then, the second loop P2 is formed by being entangled with the conductive yarn old loop 10b on the back side of the knitted fabric, and thereafter the third loop P3 is similarly formed on the knitted fabric surface side, and the fourth loop P4 is formed on the back side of the knitted fabric. Repeat these things. Accordingly, the conductive yarn 10 is provided in a zigzag arrangement in the knitted fabric in the front-to-back direction.
  • the elastic yarn 11 is entangled with the elastic yarn old loop 11a on the back side of the knitted fabric to form the first loop R1, and moves to the knitted fabric surface side. Then, the second loop R2 is formed by being entangled with the elastic yarn old loop 11b on the knitted fabric surface side, and thereafter the third loop R3 is similarly formed on the back side of the knitted fabric, and the fourth loop R4 is formed on the knitted fabric surface side. Repeat that. Therefore, the elastic yarn 11 is also provided in a zigzag arrangement in the knitted fabric in the front-back direction. As a result, in the knitted fabric, the cross portions 13 of the conductive yarns 10 and the elastic yarns 11 are formed alternately for each loop.
  • the elastic thread 11 has abundant stretchability, the conductive thread 10 hardly stretches. Therefore, when the knitted fabric structure is extended along the surface direction of the front and back surfaces (left and right direction in FIG. 23), the elastic yarn 11 intersects the conductive yarn 10 at the cross portion 13 so that the elastic yarn 11 intersects the front and back surfaces of the knitted fabric.
  • the generated cross angle ⁇ is gradually increased, and after passing through an obtuse angle, only the elastic yarn 11 gradually grows.
  • a behavior occurs in which the conductive yarn 10 is drawn out from the loop to the cross portion 13 by being pulled by the stretch of the elastic yarn 11.
  • the extension when the extension is released, only the elastic yarn 11 generates a tightening force due to the contraction in the cross portion 13, and the conductive yarn 10 is pushed from the cross portion 13 into the loops on both outer sides by receiving the tightening force.
  • the tightening force by the elastic yarn 11 at this time has an effect of retaining the zigzag arrangement of the conductive yarn 10 in the knitted fabric structure when not stretched.
  • the conductive yarn 10 is not only expanded or pushed down from the loop to the cross portion 13 but also made smaller or larger, while the conductive yarn 10 is stretched or contracted together with the expansion and contraction of the elastic yarn 11.
  • the knitted fabric structure has stretchability as shown in FIG.
  • the conductive yarn 10 does not substantially expand and contract, the total length used in the course direction does not change, and the outer diameter does not change.
  • the conductive yarn 10 does not contact the loops arranged in the course direction, and does not get entangled or contact between the plurality of courses, so that the electric resistance remains unchanged.
  • the first electrode portion 521 is preferably configured such that the electrical resistance value per unit length (1 cm) at 0% elongation is 50 ⁇ or less, and more preferably 10 ⁇ or less. . Furthermore, it is even more preferable that the configuration is 5 ⁇ or less.
  • the second electrode portion 531 is preferably configured such that the electrical resistance value per unit length (1 cm) at 0% elongation is 50 ⁇ or less, and more preferably 10 ⁇ or less. preferable. Furthermore, it is even more preferable that the configuration is 5 ⁇ or less.
  • the first electrode portion 521 is preferably configured to have stretch anisotropy. That is, it is preferable that the first electrode portion 521 is configured to have a characteristic that it is easy to extend in the longitudinal direction and is difficult to extend in the lateral direction. As described above, when the dimensional change in the short direction of the first electrode part 521 accompanying the extension is smaller than that in the longitudinal direction, when the first electrode part 521 is extended by 50% in the longitudinal direction, It is preferable that the dimensional change rate in the short direction (change rate with respect to the short direction dimension at 0% elongation) is less than 5%. Such a configuration can be obtained, for example, by forming the first electrode portion 521 as a double knitted fabric.
  • the double knitted fabric refers to a knitted fabric such as a milled knitted fabric, a pearl knitted fabric, or a smooth knitted fabric. Since the double knitted fabric has a zigzag accordion structure in the thickness direction, the dimensional change in the short direction of the first electrode portion 521 during expansion and contraction is effectively suppressed by the accordion structure.
  • the second electrode portion 531 is preferably configured to have stretch anisotropy.
  • the non-conductive yarn for constituting the first non-conductive portion 522 and the second non-conductive portion 532 is a synthetic fiber (for example, polyester fiber or nylon fiber), a natural fiber, or a material in which a synthetic fiber and an elastic yarn are mixed. Etc. can be used. By combining the elastic yarn, the stretchability of the first non-conductive portion 522 and the second non-conductive portion 532 can be improved.
  • a polyurethane or rubber-based elastomer material may be used alone, or a covering yarn using polyurethane or rubber-based elastomer material for the “core” and nylon or polyester for the “cover”. Can be adopted.
  • a covering yarn By employing such a covering yarn, functions such as hydrophilicity, water repellency, corrosion resistance / corrosion resistance, and coloring can be imparted. It is also useful for improving touch and controlling elongation.
  • a monofilament can be adopted as the non-conductive yarn, a multifilament or a spun yarn, which is an aggregate of a plurality of single fibers, can be preferably used rather than a monofilament.
  • the first non-conductive portion 522 and the second non-conductive portion 532 are preferably formed of non-conductive yarn having heat resistance against the melting temperature of the solder.
  • the heat resistance required for the non-conductive yarns forming the first non-conductive part 522 and the second non-conductive part 532 is the ignition or erosion caused by contact with molten solder (or a heated solder iron). It means that it will not cause any damage or burn out easily.
  • the extent to which charring occurs is within an allowable range (can be used for forming a non-conductive portion). That is, as long as it has heat resistance to the extent that the shape remains even after soldering, the function is sufficient.
  • the knitted structure of the first non-conductive portion 522 and the second non-conductive portion 532 is made into a dense structure, etc. It is even more preferable to add countermeasures.
  • the heat resistance required for the first non-conductive portion 522 and the second non-conductive portion 532 is required at the contact position with the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531.
  • the entire width direction of the first non-conductive portion 522 and the second non-conductive portion 532 does not necessarily have the same configuration.
  • the central part in the width direction can be knitted by employing a general knitting structure or a general material (not having heat resistance against molten solder). The same applies to the second non-conductive portion 532.
  • heat-resistant non-conductive yarns that are preferable for forming the first non-conductive portion 522 and the second non-conductive portion 532 include glass fibers and ceramic fibers in addition to various natural fibers such as cotton and wool. , Carbon fiber, and various other synthetic fibers (for example, aramid fiber, phenol fiber, PBO, polyarylate, polyimide, melamine, PPS, PEEK, PTFE, cellulose fiber (flame retardant processing), nylon (flame retardant processing), An acrylic fiber etc. can be illustrated.
  • glass fibers and ceramic fibers in addition to various natural fibers such as cotton and wool.
  • Carbon fiber, and various other synthetic fibers for example, aramid fiber, phenol fiber, PBO, polyarylate, polyimide, melamine, PPS, PEEK, PTFE, cellulose fiber (flame retardant processing), nylon (flame retardant processing), An acrylic fiber etc.
  • the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 configured as described above are integrally fixed to the dielectric layer 51 by heat pressing or the like.
  • the dielectric layer 51 is formed from a thermoplastic elastomer such as urethane rubber
  • the dielectric layer forming material melted by the heat during heat pressing is used in the fabric of the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 (the stitches and fibers). Therefore, the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 are firmly fixed to the dielectric layer 51.
  • the first electrode portion 521 included in the first conductive layer 52 and the second electrode portion 531 included in the second conductive layer 53 are opposed to each other through the dielectric layer 51 as shown in FIG. Arranged and configured.
  • the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 configuring the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 to face each other with the dielectric layer 51 interposed therebetween, the first conductive layer 52 and the first conductive layer 52 associated with the expansion / contraction of the motion detection wearing tool 5 can be obtained. It is possible to effectively prevent noise from entering the information on the capacitance change between the two conductive layers 53 and to improve the detection accuracy of the motion detection wearing tool 5.
  • a voltage is applied to each of the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 provided in the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53, respectively.
  • the distance between the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 is reduced, and the gap between the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 is reduced.
  • the capacitance of becomes larger.
  • the area of the motion detection wearing tool 5 is increased by the extension, and the capacitance between the first electrode part 521 and the second electrode part 531 is increased.
  • the extension state is released and the motion detection wearing tool 5 is shrunk (a state where the extension rate is 0%)
  • the interval between the first electrode part 521 and the second electrode part 531 is increased, and the motion detection wearing tool is provided. 5 is also small, the electrostatic capacity between the first electrode portion 52131 and the second electrode portion 531 is small. That is, when the deformation of the detection target is detected by the motion detection wearing tool 5, when the detected capacitance increases, it can be detected that the deformation has increased. More specifically, for example, when the motion detection wearing device 5 is attached to an elbow or knee of a jacket worn by a person, the tension sensor 1 is extended and detected by bending of the arm or leg. The capacitance value to be changed greatly.
  • the motion detection wearing tool 5 By detecting the capacitance value at this time, it is possible to clearly detect the movement of the human elbow or knee. Further, for example, by attaching the motion detection wearing tool 5 to the chest or abdomen of a jacket worn by a person, or by winding the motion detecting wearing tool 5 around the chest or the waist, Whether or not the wearer is breathing by detecting a change in the capacitance accompanying the expansion and contraction of the motion detection wearing tool 5 that expands and contracts based on the physique fluctuation caused by the breathing motion of the wearer. Information on whether the breathing cycle is fast or slow can be acquired.
  • the human body motion detection wearing device 5 is for motion detection in addition to the change in the interval between the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 accompanying expansion and contraction. Since it is configured to detect a change in capacitance based on a change in the area of the wearing tool 5, it is possible to improve detection sensitivity with respect to a change in capacitance.
  • the dielectric layer 51 having elasticity is provided between the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53, the stretched state is the state before the stretch (the stretch rate is 0%). In addition to having the property of being easily returned to the shape, there is an effect that even if the expansion and contraction is repeated by continuing use, the stretchability is not easily lost.
  • first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 are broken to such an extent that the conductive yarn forming the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 is broken by the presence of the dielectric layer 51. It is possible to effectively suppress the elongation exceeding the limit.
  • the human body motion detection wearing tool 5 is configured such that the resistance change rate of the first electrode portion 521 at the time of 50% extension is 20% or less, and similarly, at the time of 50% extension. Since the resistance change rate of the second electrode portion 531 is configured to be 20% or less, it is possible to accurately detect the detected change in capacitance. Further, the electric resistance value per unit length (1 cm) of the first electrode portion 521 is configured to be 50 ⁇ or less, and similarly, the electric resistance per unit length (1 cm) of the second electrode portion 531. Since the value is configured to be 50 ⁇ or less, it is possible to capture the change in the detected capacitance even more accurately.
  • the 1st electrode part 521 and the 2nd electrode part 531 are comprised so that a knitted fabric structure may be provided, the 1st electrode part 521 and the 2nd electrode part 531 are attached by expansion
  • FIG. It becomes possible to make it the structure where the conductive yarn to form does not break easily.
  • the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 configured to have a knitted fabric structure are, for example, a milled knitted fabric, a pearl knitted fabric, or a smooth knitted fabric, rather than a single knitted fabric such as a flat knitted fabric.
  • a double knitted fabric such as a knitted fabric, it becomes possible to detect a change in capacitance with higher accuracy.
  • the human body motion detection mounting tool 5 has been described above, but the specific configuration of the motion detection mounting tool 5 is not limited to the above embodiment.
  • the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 are arranged along the longitudinal direction of the strip-like motion detection mounting tool 5 as shown in FIGS.
  • the specific form of the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 is not particularly limited.
  • the longitudinal direction of the motion detection wearing tool 5 is configured. It can be configured in various forms such as a wavy shape extending along the zigzag and a zigzag shape.
  • the first conductive layer 52 is configured to include the first nonconductive portion 522. However, the first nonconductive portion 522 is omitted, and only the first electrode portion 521 is provided. Thus, the first conductive layer 52 may be configured. Similarly, the second conductive layer 53 may be configured by only the second electrode portion 531.
  • a covering layer may be provided so as to cover the surface of the exposed surface (the surface not in contact with the dielectric layer 51) of the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53.
  • the covering layer may be provided only on one side of the first conductive layer 52 side or the second conductive layer 53 side.
  • a material for forming the coating layer for example, a material for forming the above-described dielectric layer 51, a cloth fabric having elasticity, or the like can be used.
  • each of the first conductive layer 52 and the second conductive layer 534 includes a single first electrode portion 521 and a plurality of second electrode portions 531 as shown in FIG.
  • the number of the first electrode portions 521 and the second electrode portions 531 is not particularly limited.
  • the dielectric layer 51 is provided.
  • the motion detection mounting tool 5 may be configured such that a plurality of first electrode portions 521 and a plurality of second electrode portions 531 are disposed on both sides thereof.
  • the first electrode portions 521 are arranged so as to be parallel to each other with a predetermined interval
  • the second electrode portions 531 are also parallel to each other with a predetermined interval.
  • each first electrode portion 521 and each second electrode portion 531 be arranged at positions facing each other with the dielectric layer 51 interposed therebetween.
  • 24A is a schematic configuration plan view of the motion detection mounting tool 5
  • FIG. 24B is a schematic configuration cross-sectional view showing a cross section A′-A ′ of FIG. 24A.
  • FIG. 243 (c) is a schematic configuration rear view.
  • each first electrode portion 521 in order to configure an assembly of a plurality of first electrode portions 521 as one electrode, one end portions of each first electrode portion 521 are short-circuited and each first electrode portion 521 is short-circuited.
  • the other end portions of the one electrode portion 521 may be short-circuited, and similarly, each second electrode portion 531 is configured in order to configure an assembly of a plurality of second electrode portions 531 as one electrode.
  • the one end portions of the first electrode portions 521 may be short-circuited and the other end portions of the first electrode portions 521 may be short-circuited.
  • the respective combinations of the first electrode portions 521 and the second electrode portions 531 that are arranged to face each other via the dielectric layer 51 may be configured as independent capacitors.
  • the motion detection wearing tool 5 can detect not only the tensile force in the longitudinal direction but also the twisting about the longitudinal direction. More specifically, when the twist is applied to the motion detection wearing tool 5 with the longitudinal direction as an axis, the central portion of the motion detection wearing tool 5 is deformed more greatly than the side edge portion.
  • the capacitance change value detected by the capacitor composed of the first electrode part 521b and the second electrode part 531b arranged in the center, and the first electrode part 521a (521c) arranged on the side edge part There is a difference between the capacitance change value detected by the capacitor constituted by the second electrode portion 531a (531c). By detecting this difference, it is possible to determine whether or not a twist is applied to the motion detection wearing tool 5.
  • the first electrode part 521 and the second electrode part 531 are configured to have the same width (dimension in the direction perpendicular to the longitudinal direction).
  • the configuration is not particularly limited.
  • the area of the second electrode portion 531 in the plan view is set to The area may be larger than the area of the first electrode part 521, and the second electrode part 531 may be disposed at a position facing the first electrode part 521 with the dielectric layer 51 interposed therebetween. That is, when the first electrode part 521 is virtually projected onto the second conductive layer 53, the first electrode part 521 is arranged so that the first electrode part 521 is disposed in the second electrode part 531 formation region.
  • the second electrode portion 531 may be configured.
  • the second electrode portion 531 serves as a shield. It is possible to effectively suppress the occurrence of capacitive coupling between the human body and the first electrode portion 521.
  • the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 are arranged such that the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 are opposed to each other with the dielectric layer 51 interposed therebetween.
  • the area of the second electrode portion 531 is larger than the area of the first electrode portion 521, as shown in FIG. Therefore, it is not necessary to strictly align the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53, and the motion detection wearing tool 5 can be efficiently manufactured.
  • the second electrode portion 531 is configured to have an area larger than the area, and the second electrode portion 531 is located at a position facing a region where the plurality of first electrode portions 521 are disposed via the dielectric layer 51. You may comprise so that it may arrange. That is, when virtually all of the plurality of first electrode portions 521 are projected onto the second conductive layer 53, all of the plurality of first electrode portions 521 overlap with the single second electrode portion 531.
  • Each first electrode part 521 and second electrode part 531 may be configured.
  • the second electrode unit By adopting such a configuration, in the same manner as described above, for example, when attaching the motion detection wearing tool 5 to clothes or the like so that the second conductive layer 53 is on the human body side, the second electrode unit It is possible to effectively suppress the occurrence of capacitive coupling between the human body and each of the first electrode portions 521 by the 531 serving as a shield. 24, the first conductive layer 52 and the second conductive layer 52 are arranged so that the first electrode portions 521 and the second electrode portions 531 are opposed to each other with the dielectric layer 51 interposed therebetween. Although positioning with the layer 53 needs to be performed with high accuracy, the area of the second electrode portion 531 in plan view is configured to be larger than the area of the region where the plurality of first electrode portions 521 are arranged. Therefore, it is not necessary to strictly align the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 with respect to the dielectric layer 51, and the operation detecting mounting tool 5 can be efficiently manufactured.
  • both the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 are configured as a fabric knitted or woven using conductive yarn and non-conductive yarn.
  • the second electrode portion 531 is formed on one surface of the elastomer base material 54 as the second conductive layer 53.
  • a structure formed by printing may be employed.
  • FIG. 27A shows a structure in which the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 have a single configuration, and the width of the second electrode portion 531 is the same as the width of the first electrode portion 521.
  • FIG. 27B shows a structure in which a single second electrode portion 531 is formed so as to have an area larger than the area of the region where the plurality of first electrode portions 521 are arranged.
  • the above-mentioned materials for forming the dielectric layer 51 can be used.
  • various carbon materials such as graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon whisker, carbon fiber, carbon nanotube, and carbon microcoil are used.
  • a conductive slurry prepared by kneading powders of these materials with an organic solvent or a resin binder may be formed by applying and drying on an elastomer substrate 54, and may be formed by plasma CVD, ion sputter coating, vacuum deposition. You may form by a method, screen printing, etc.
  • the second electrode portion 531 to be printed is preferably flexible so that it can smoothly follow the expansion and contraction of the motion detection wearing tool 5, so that the conductive material and the resin binder described above are kneaded. It is more preferable to use a polymer material or a conductive polymer material.
  • the dielectric layer 51 is formed from a thermoplastic elastomer such as urethane rubber, and the first is passed through the thermoplastic elastomer (dielectric layer forming material) melted by heat during heat pressing.
  • a thermoplastic elastomer such as urethane rubber
  • the configuration in which the conductive layer 52 and the second conductive layer 53 are fixed to the dielectric layer 51 has been described.
  • the configuration is not particularly limited to this configuration.
  • the motion detection mounting tool 5 may be configured by bonding the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 to the dielectric layer 51 via the above.
  • an adhesive for forming the adhesive layer 55 a general adhesive such as acrylic or epoxy can be used.
  • thermoplastic elastomer is illustrated as a material which comprises the dielectric material layer 51, it is not specifically limited to such a material,
  • the dielectric material layer 51 is elastic. You may comprise so that the fabric (fabric) which has may be included.
  • the dielectric layer 51 is configured to include the fabric, as shown in FIG. 28, by arranging and fixing the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 on both sides of the fabric via the adhesive layer, The motion detection wearing tool 5 can be formed.
  • the stretchable fabric include stretchable fabrics for waistbands, supporters, and T-shirts.
  • the fabric is preferably configured to have stretch anisotropy. That is, it is preferable that the dielectric layer 51 configured to include the fabric is configured to have characteristics that it is easy to extend in the longitudinal direction and is difficult to extend in the short direction.
  • the inventors of the present invention created a sample of the motion detection wearing tool 5 (sensor sample A and sensor sample B) according to the third embodiment and performed performance evaluation when the sample was extended. explain.
  • the sensor sample A employs an enamel-coated metal wire as a conductive yarn to form the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531.
  • the sensor sample B uses a silver-plated yarn as a conductive yarn. And the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 are formed.
  • sensor sample A has a structure as shown in FIG. That is, the first conductive layer 52 in which the four first electrode portions 521 are arranged in parallel to each other, and the second conductive layer 53 in which the four second electrode portions 531 are arranged in parallel to each other. And a dielectric layer 51 interposed between the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53.
  • 29A is a schematic configuration plan view of the sensor sample A
  • FIG. 29B is a schematic configuration cross-sectional view showing a cross section A ′′ -A ′′ of FIG. 29A.
  • FIG. 29C is a schematic configuration rear view.
  • Each of the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 is configured such that its structure has a milled knitted structure. More specifically, it is formed by knitting in a belt shape with 32 courses consisting of 32 yarn feeders as one unit (four first electrode parts 521 (second electrode parts 531 in the knitting structure comprising 32 courses). ) Is included)). After the knitting, the first conductive layer 52 and the second conductive layer 53 according to the sample 1 are formed on the knitted fabric through a heat setting process normally performed in the manufacturing stage. Here, the details of the yarns respectively supplied from the 32 yarn feeders are shown in Table 1.
  • conductive yarn is supplied from each set of yarn feeder port numbers: 5 to 8, 12 to 15, 19 to 22, and 26 to 29, and the supply yarns to which these conductive yarns are supplied are also supplied.
  • the first conductive layer 52 (second conductive layer) is provided so as to be provided with each pair of serving port numbers: 9 to 11, 16 to 18, and 23 to 25 to which non-conductive yarn is supplied between the pairs of yarn port numbers. 53) is knitted, so that the four independent strip-like (line-like) first electrode portions 521 (second electrode portions 531) including the conductive yarns are maintained in a mutually parallel state.
  • One conductive layer 52 (second conductive layer 53) is knitted.
  • the formed first conductive layer 52 and second conductive layer 53 are strips having a length of 75 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 0.85 mm (one first electrode portion 521 (second electrode The width of the portion 531) is formed to be 1.2 mm). Further, in the first conductive layer 52, in order to configure an assembly of a plurality of first electrode portions 521 as one electrode, one end portions of each first electrode portion 521 are short-circuited and each first electrode portion 521 is short-circuited. The other end portions of the one electrode portion 521 are short-circuited. The same applies to the second conductive layer 53.
  • Esmer URS # 10 thermoplastic elastomer film, thickness: 100 ⁇ m
  • the first conductive layer 52 described above is formed on both surfaces of the film (dielectric layer 51).
  • the 2nd conductive layer 53 was bonded together, and it adhered at 180 degreeC, and the sensor sample A was formed.
  • Table 2 and FIG. 30 show the relationship between the elongation rate of the sensor sample A related to the motion detection wearing tool 5 and the detected capacitance value.
  • the value of the capacitance shown in Table 2 is an average value of the measurement results obtained twice. From the results of Table 2 and FIG. 30, it can be seen that the sensor sample A can detect a change in capacitance with high accuracy and high sensitivity to expansion and contraction. In particular, it has the characteristic that the capacitance value increases linearly with its extension, so it can be seen that the deformation state and tensile force of the detection target can be detected and measured with extremely high accuracy. .
  • the sensor sample B is configured such that the first conductive layer 52 is configured only from the first electrode portion 521 and the second conductive layer 53 is configured only from the second electrode portion 531.
  • Each of the first electrode portion 521 and the second electrode portion 531 is formed in the same manner, and is formed by milling a silver plating yarn.
  • the first conductive layer 52 (first electrode portion 521) and the second conductive layer 53 (second electrode portion 531) are formed in a strip shape having a length of 100 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 0.85 mm. Yes.
  • a bare milling cloth (thickness: 0.5 mm) formed from non-conductive yarn is used as the dielectric layer 51, and the first conductive layer 52 and the second conductive layer 52 described above are formed on both surfaces of the cloth (dielectric layer 51).
  • the conductive layer 53 was adhered to form a sensor sample B.
  • the formed strip-shaped sensor sample B is sandwiched between stands with chucks, and a voltage is applied to each of the first conductive layer 52 (first electrode portion 521) and the second conductive layer 53 (second electrode portion 531). Then, the stand was moved and stretched, and the change in electrostatic capacity accompanying the stretching was measured. In addition, the measurement of the electrostatic capacitance value accompanying extension was performed twice in total.
  • Table 3 and FIG. 31 show the relationship between the expansion rate of the sensor sample B and the detected capacitance value.
  • the value of the capacitance shown in Table 3 is an average value of the measurement results obtained twice. From the results of Table 3 and FIG. 31, it can be seen that, similarly to the sensor sample A, the sensor sample B can detect a change in capacitance with high accuracy and high sensitivity to expansion and contraction. This sensor sample B also has the characteristic that the capacitance value increases linearly with its extension, so it can detect and measure the deformation state and tensile force of the detection target with extremely high accuracy. You can see that you can.
  • the inventors create an electrode part sample A and an electrode part sample B, and extend each sample for extension.
  • the accompanying resistance change rate was measured.
  • the measurement result will be described.
  • an electrode part sample A to be subjected to a resistance change rate measurement test accompanying elongation a knitted fabric (knitted fabric corresponding to the sensor sample A) knitted by using the yarn shown in Table 1 was prepared.
  • One of the four electrode parts (the first electrode part 521 or the second electrode part 531) included in is selected, and the rate of change in resistance associated with expansion was measured.
  • This electrode part sample A has a form with a length of 100 mm, a width of 1.2 mm, and a thickness of 0.85 mm.
  • the measuring method is to hold the sample between the stands with chuck and move the stand to extend to the specified elongation rate, measure the electrical resistance value between both ends of the sample, and calculate the resistance change rate from the measured electrical resistance value did.
  • the electric resistance value was measured four times in total.
  • Table 4 shows the relationship between the elongation rate of the electrode part sample 1 and the measured electrical resistance value.
  • Table 5 shows the relationship between the elongation rate of the electrode part sample A and the resistance change rate.
  • the resistance change rate is calculated as [(electric resistance value at each elongation rate) ⁇ (electric resistance value at 0% elongation rate)] / (electric resistance value at 0% elongation rate) ⁇ 100%. Yes.
  • the electrode part sample A has a low electrical resistance value of about 0.05 ⁇ per unit length (1 cm) at 0% elongation.
  • the resistance change rate (%) with respect to the electric resistance value at 0% elongation is substantially 0 (zero)% in the range of 100% elongation or less, and with elongation, It can be seen that the electrical resistance value does not change. Therefore, when the first electrode portion 521 (second electrode portion 531) is configured using the conductive yarn having the insulating coating layer on the surface, the resistance change in impedance is extremely small, and the change in capacitance is accurately detected. I understand that I can do it.
  • the results shown in Tables 4 and 5 were obtained by creating the knitted fabric (knitted fabric corresponding to the sensor sample A) knitted by using the yarn described in Table 1 as described above, and the four knitted fabrics included in the knitted fabric.
  • One of the electrode portions (the first electrode portion 521 or the second electrode portion 531) is selected as the electrode portion sample A, and the resistance change rate is measured.
  • the resistance value is 1/4, and the electrical resistance value per unit length (1 cm) at 0% elongation is about 0.01 ⁇ .
  • the resistance change rate associated with the elongation is the same as the result shown in Table 5 regardless of whether the resistance change rate is four or one.
  • the measuring method is to hold the sample between the stands with chuck and move the stand to extend to the specified elongation rate, measure the electrical resistance value between both ends of the sample, and calculate the resistance change rate from the measured electrical resistance value did.
  • the electric resistance value was measured four times in total.
  • Table 6 shows the relationship between the elongation ratio of the electrode part sample B and the measured electric resistance value.
  • Table 7 shows the relationship between the elongation rate of the electrode part sample B and the resistance change rate.
  • the resistance change rate is calculated as [(electric resistance value at each elongation rate) ⁇ (electric resistance value at 0% elongation rate)] / (electric resistance value at 0% elongation rate) ⁇ 100%. Yes.
  • the electrode part sample B has an electrical resistance value as low as 0.3 ⁇ or less per unit length (1 cm) at 0% elongation. Further, as shown in Table 7, the resistance change rate (%) with respect to the electrical resistance value at 0% elongation is 20% or less in the range of 60% elongation rate or less, and the electrical resistance value accompanying elongation is 20% or less. It can be seen that the change is small. Therefore, even when the first electrode portion 521 (second electrode portion 531) is configured using a plating thread, the resistance change in impedance is small, and the change in capacitance can be accurately detected. I understand.
  • the electrical resistance value increased from 0% elongation (initial state) to 10% elongation, and thereafter from 10% elongation to 60% elongation. Then, it turns out that an electrical resistance value becomes substantially constant.
  • the reason why the electrical resistance value rises between 0% elongation (initial state) and 10% elongation is that the silver plated yarns are in contact with each other at 0% elongation (the contact state between the unextended silver plated yarns) It can be considered that the contact state between the silver-plated yarns when the tensile force is applied even a little changes greatly.
  • This human body motion monitoring device is a belt-type device disposed along the abdominal circumference or chest circumference of a living body, and body movement information of the wearer (subject) (for example, respiratory information; presence / absence of breathing, respiratory cycle, etc.)
  • body movement information of the wearer for example, respiratory information; presence / absence of breathing, respiratory cycle, etc.
  • This is a device that detects the presence or absence of an abnormality in the breathing state of the wearer and can notify surrounding people when an abnormality has occurred.
  • the human body motion monitoring device may be worn directly on the wearer's skin or may be worn on the clothes worn by the wearer.
  • the human body motion monitoring device 7 includes a base member 71, a motion detection sensor unit 72 whose electrical characteristics change between when extended and when not extended, and a warning information generating unit. 73.
  • the “change in electrical characteristics” is a concept including “change in electrical resistance” and “change in capacitance”.
  • the motion detection sensor unit 72 included in the human body motion monitoring device 7 will be described. The description will be mainly given of a configuration in which the electrical resistance value changes between when stretched and when not stretched. However, the configuration is not limited to such a configuration, and it is replaced with a method of detecting a change in capacitance according to the disclosure of the present application. be able to.
  • the base member 71 is made of a non-conductive fiber (non-conductive yarn), and is configured to have a long shape (band shape).
  • the length of the base member 71 in the longitudinal direction is such that both ends overlap each other over a predetermined dimension when wound around the stomach or chest of the living body.
  • the base member 71 is configured to have elasticity. In particular, it is preferable to be configured to expand and contract along the longitudinal direction.
  • the non-conductive fibers forming the base member 71 are not particularly limited, but natural fibers such as cotton, hemp, silk, and hair, semi-synthetic fibers that are regenerated cellulose fibers such as cupra and viscose rayon, or polyamide And synthetic fibers such as polyester and polyurethane. Moreover, the fiber etc.
  • the non-conductive fiber forming the base member 71 it is preferable to use a fiber having stretchability. However, since stretchability is exhibited by forming a knitted structure, a fiber having poor stretchability may be used. it can.
  • the above non-conductive fiber material is made of rubber knitting (milling knitting, rib knitting), smooth knitting, pearl knitting, tengu knitting (flat knitting), etc.
  • the base member 71 may be formed by a method of knitting such as rubber knitting.
  • the base member 71 does not have to be stretchable in all regions, and may be configured to have stretchability at least in part.
  • the base member 71 is provided with a fixing means 74 that maintains a state of being wound around the stomach or chest around the living body.
  • a hook-and-loop fastener is used as the fixing means 74.
  • the fixing means 74 is configured so that the both ends of the base member 71 can be fixed to each other in a state where the human body motion monitoring device 7 is wound around the abdomen or chest around the living body.
  • a male surface fastener 741 disposed in one end region 711 and a female surface fastener 742 disposed in the other end region 712 are provided.
  • the male surface fastener 741 and the female surface fastener 742 are provided as a base member in order to maintain the both end portions 711 and 712 overlapping while winding the base member 71 along the circumference or chest circumference of the living body.
  • 71 is arranged on one side and the other side of 71, respectively.
  • the fixing means 74 is not particularly limited to the hook-and-loop fastener, and may be any means that can maintain the state in which the base member 71 is wound around the living body's stomach or chest, A snap button, a clip, or an adhesive tape can be used as the fixing means 74.
  • the motion detection sensor unit 72 is detection means for detecting information related to body motion of the wearer (subject) of the human body motion monitoring device 7 according to the present invention (for example, information related to breathing; presence of breathing, breathing cycle, etc.).
  • information related to body motion of the wearer (subject) of the human body motion monitoring device 7 according to the present invention for example, information related to breathing; presence of breathing, breathing cycle, etc.
  • the electric resistance value changes due to expansion and contraction.
  • the electrical resistance value changes by changing the cross-sectional area or length of the sensor through expansion and contraction due to the physique fluctuation caused by the wearer's breathing motion, and by detecting the changed electrical resistance value, the wearer's breathing motion Can directly detect physical changes in the circumference of the abdomen (waistline) and chest circumference due to, and can acquire information such as whether the wearer is breathing and whether the breathing cycle is fast or slow . As shown in FIG.
  • the motion detection sensor unit 72 is disposed at the center portion excluding both end portions of the base member 71.
  • the motion detection sensor unit 72 is not particularly limited as long as it has a configuration in which the electric resistance value changes by expansion and contraction.
  • a conductive polymer material formed into a strip shape can be suitably used.
  • the motion detection sensor unit 72 is formed by knitting rubber using conductive fibers (conductive yarn), the motion detection sensor unit 72 is formed separately from the base member 71 and then laminated and fixed to a predetermined region of the base member 71.
  • the base member 71 and the motion detection sensor unit 72 are formed by simultaneously braiding the conductive fibers (conductive yarn). May be configured integrally.
  • the motion detection sensor unit 72 can be configured by transferring an electrode printed on the surface of a urethane rubber sheet to the surface of the base member 71.
  • the electric resistance value is a concept including impedance in an AC circuit.
  • a structure having a knitting structure as shown in FIG. 1 or FIG. 2 described in the first embodiment can be suitably used.
  • the motion detection sensor unit 72 is formed in a band shape so that the longitudinal direction is along the course direction. It is not necessary that the entire region in the width direction perpendicular to the longitudinal direction is composed of a flat knitted fabric made of the conductive yarn 10, and at least only the central portion in the width direction is made of a flat knitted fabric made of the conductive yarn 10, and both sides are insulated. You may be comprised with the plain knitted fabric by a thread
  • the elastic yarn 11 is used as a core portion and the conductive yarn 10 is covered as a single layer as the motion detection sensor unit 72. It is also possible to use a fabric knitted with covering yarn made of SCY or doubly coated DCY.
  • the motion detection sensor unit 72 configured in a band shape is disposed along the longitudinal direction of the base member 71.
  • belt shape is comprised so that an electrical resistance value may be expanded and contracted along the longitudinal direction.
  • the base member 71 is configured to have a region having elasticity in part, it is preferable that the motion detection sensor unit 72 is disposed in a region having elasticity.
  • the warning information generation unit 73 Based on the detection information from the motion detection sensor unit 72, the warning information generation unit 73 has a function of generating information related to a warning for notifying a surrounding person that the subject is in an abnormal breathing state, for example. And is disposed in one end region 711 of the base member 71. The warning information generation unit 73 is arranged to be detachable from the base member 71 via the engaging means 75. The warning information generation unit 73 is electrically connected to the motion detection sensor unit 72 via the wiring unit 76, and includes a battery 732, a body motion information detection circuit 733, which are arranged on a sheet-like circuit board 731. A control circuit 734 is provided.
  • a speaker 735 that emits a warning sound is disposed on the circuit board 731 of the warning information generation unit 73.
  • the wiring part 76 which connects the motion detection sensor part 72 and the warning information generation part 73 may be formed by printing conductive ink on the base member 71, or conductive fiber is used as the base member. You may form by knitting to 71.
  • the information related to the warning is not limited to information related to, for example, notifying abnormality, and conversely, information related to notifying normality can be substituted, and is a concept including this.
  • the circuit board 731 may be a general-purpose board such as glass / epoxy or glass / composite.
  • the circuit board 731 may be housed in a resin case such as ABS.
  • the battery 732 is a power source for the operation detection sensor unit 72 and various circuits.
  • a lithium ion secondary battery such as a lithium polymer battery, a lithium ion capacitor, an electric double layer capacitor, a redox capacitor, or the like can be used.
  • the body motion information detection circuit 733 is electrically connected to the motion detection sensor unit 72 and is a circuit for detecting a change in resistance value accompanying expansion and contraction of the motion detection sensor unit 72.
  • the control circuit 734 is electrically connected to the battery 732, the body motion information detection circuit 733, and the speaker 735, controls the operation of the body motion information detection circuit 733, and is acquired from the motion detection sensor unit 72. Based on the signal (detection information), the speaker 735 has an output signal (information regarding warning) for generating a warning sound.
  • an output signal for generating a warning sound for example, when a signal to be input from the motion detection sensor unit 72 is not detected at all for a predetermined time (for example, 30 seconds), it can be detected that breathing is performed.
  • the signal from the motion detection sensor unit 72 is detected, but the signal level is lower than a predetermined threshold (corresponding to when the breathing is abnormally shallow), or the motion at a predetermined time It can be configured to be generated when the number of signals input from the detection sensor unit 72 is greater than a predetermined threshold (corresponding to a case where the respiratory cycle is abnormally fast).
  • the control circuit 734 is configured to monitor the remaining battery level of the battery 732 and monitor the remaining battery level. When the amount decreases, an electric signal for notifying that the remaining battery level is low may be generated, and the electric signal may be output to the speaker 735 to emit a warning sound.
  • the warning sound that informs that the battery level is low may be the same as the warning sound that is emitted when the subject is not breathing, or when the respiratory cycle is abnormally fast, or You may comprise so that it may differ.
  • connection method between the warning information generation unit 73 and the wiring unit 76 is not particularly limited.
  • the connection is made via the conductive engagement means 75.
  • the conductive engaging means 75 for example, a snap button made of a conductive material can be employed as shown in the schematic configuration cross-sectional view of FIG.
  • the male snap button 751 connected to the end of the wiring part connected to the motion detection sensor part 72 is provided on the base member 71, and the body in the warning information generation part 73 is further provided.
  • the circuit board 731 By configuring the circuit board 731 to have a female snap button 752 connected to the motion information detection circuit 733, each signal acquired by the motion detection sensor unit 72 is used for detecting body motion information in the warning information generation unit 73.
  • the signal can be input to the circuit 733, and a warning sound can be generated via the control circuit 734 and the speaker 735. Further, by adopting such a configuration, the connection structure between the warning information generation unit 73 and the wiring unit can be simplified.
  • a female snap button 752 is provided on the circuit board 731 so that the female snap button 752 is exposed from the case 736.
  • a female snap button 752 may be disposed on the case 736 and electrically connected to the circuit board 731 by a lead wire R or the like.
  • a pocket that can hide the case and a cloth cover may be provided on the base member 71.
  • the circuit board 731 may be divided into functional units, and the divided circuit boards 731 may be connected with a flexible cable or the like.
  • the engaging means 75 which has electroconductivity it is not limited to the above-mentioned snap button, For example, a hook-and-loop fastener, a clip, and an adhesive tape which have electroconductivity can also be used.
  • the human body motion monitoring device 7 simply winds and fixes the wearer's (subject) around the abdomen or chest around the subject's body movement information (for example, respiratory information; respiratory information). Presence / absence, breathing cycle, etc.), and subject based on the body movement information (breathing information), such as when the subject is not breathing or when the breathing cycle is abnormally fast It is possible to monitor the condition of the subject very simply because it is configured to emit a warning sound when it falls into an abnormal state.
  • the human body motion monitoring device 7 since the human body motion monitoring device 7 according to the present invention includes the motion detection sensor unit 72 having a characteristic that the electrical resistance value changes due to expansion and contraction, in addition to the respiration information such as the presence / absence of breathing and the breathing cycle described above, It is also possible to detect the body movement of the subject, for example, the body movement caused by turning over or moving the limbs.
  • the breathing motion of the wearer involves a breathing motion and a breathing motion
  • the variation of the electrical resistance value detected by the motion detection sensor unit 72 has periodicity when viewed in time series. It will be a thing.
  • body motion information detected when the wearer (subject) rolls over or moves his / her limbs is a periodic variation of the electrical resistance value accompanying the breathing motion detected by the motion detection sensor unit 72. It will be mixed as noise. Therefore, it is possible to recognize whether or not the wearer (subject) is performing an operation other than breathing by capturing a variation in the electrical resistance value different from the periodic variation. For example, in a situation where the wearer (subject) is sleeping or lying on the back, a threshold value set in advance using the frequency of the noise and the value of the electric resistance value detected as noise as an index. By configuring to generate a warning sound when exceeding the range of, for example, a state in which some seizure occurs in the wearer and the limb is moving violently, or the body is moving left and right It is possible to inform the surrounding people that it is.
  • the warning information generation unit 73 is configured to be detachable from the base member 71 via the engaging means 75, the motion detection sensor unit 72 is assumed when the human body motion monitoring device 7 is continuously used. Even when the alarm is deteriorated, it is possible to replace only the base member 71 on which the motion detection sensor unit 72 is arranged with a new one while continuing to use the warning information generation unit 73, and the human body motion monitoring device 7. It is possible to reduce the economic burden on users. Moreover, it becomes possible to remove the warning information generation part 73 from the human body motion monitoring device 7 and to wash the base member 71, and to use the human body motion monitoring device 7 in a clean state.
  • the base member 71 is configured as a band-like form having both ends, and the human body motion monitoring device 7 is configured to be wound and fixed along the abdomen and chest around the subject via the fixing means 74.
  • the base member 71 may be configured to have an endless belt, that is, an abdomen shape.
  • the warning information generation unit 73 is configured to be detachable from the base member 71 via the engaging means 75. It is not limited to a structure, You may comprise so that the warning information generation part 73 cannot be attached or detached from the base member 71. FIG.
  • the fixing means 74 included in the base member 71 fixes both ends of the base member 71 to each other in a state of being wound around the stomach or chest around the living body.
  • belt-shaped human body motion monitoring apparatus 7 is arrange
  • the warning information generation unit 73 is arranged along the longitudinal direction as the structure of the base member 71.
  • the first base region 71a and the second base region 71b in which the motion detection sensor unit 72 is disposed are configured to be separable, and the first base region 71a and the second base region 71b are detachable by the connecting means 77. You may comprise so that it may become.
  • a method for connecting the first base region 71a and the second base region 71b a method similar to the above-described connection between the warning information generation unit 73 and the wiring unit can be employed.
  • a snap button made of a conductive material is employed as the connection means 77.
  • a female snap button 771 that is electrically connected to the body motion information detection circuit 733 in the warning information generation unit 73 in the first base region 71a.
  • a male snap button 772 that is electrically connected to the end of the wiring portion 76 that is connected to the motion detection sensor portion 72 in the second base region 71b.
  • connection means 77 having conductivity is not limited to the above-described snap button, and for example, a hook-and-loop fastener, a clip, and an adhesive tape having conductivity can be used as the connection means 77.
  • the first base region in which the warning information generation unit 73 is arranged It is possible to replace only the second base region 71b of the base member 71 on which the motion detection sensor unit 72 is disposed with a new one while continuing to use the 71a, thereby reducing the economic burden on the user of the human body motion monitoring device. It becomes possible to reduce. Further, it is possible to remove and wash only the second base region 71b where the motion detection sensor unit 72 is arranged, and it is possible to use the human body motion monitoring device 7 in a clean state.
  • the structure is not limited to the two-divided structure as shown in FIG. 34.
  • the structure is separable into three parts along the longitudinal direction, and fixed to the first base region 71a in which the warning information generation unit 73 is disposed on each side of the second base region 71b in which the motion detection sensor unit 72 is disposed.
  • You may comprise so that it may have the 3rd base area
  • the second base region 71b and the third base region 71c can be connected to each other via a connecting means such as a snap button, a hook-and-loop fastener, a clip, or an adhesive tape.
  • the circuit board 731 included in the warning information generation unit 73 is adopted as the first base region 71a of the base member 71
  • the second base region 71b of the member 71 and the warning information generation unit 73 are configured to be directly detachable from each other, and the second base region 71b and the warning information generation unit 73 (circuit) are configured.
  • the circuit board 731) is connected to each other, the motion detection sensor unit 72 on the second base region 71b and the body motion information detection circuit 733 included in the warning information generation unit 73 (circuit board 731) are electrically connected. You may comprise so that the state to be formed can be formed.
  • the fixing means 745 corresponding to the fixing means 74 for example, a hook-and-loop fastener, a snap button, a clip, an adhesive tape, etc. disposed in the other end region 712 of the base member 71 is provided.
  • the circuit board 731 is configured to be provided on the circuit board 731, and the circuit board 731 and the other end region 712 of the base member 71 are fixed to each other in a state where the human body motion monitoring device 7 is wound around the abdomen or chest around the living body. It is preferable to make it possible.
  • the base member 71 may become a strip
  • the base member 71 may become a strip
  • the underpants type is a concept that means the shape of general underwear such as diapers, diaper covers, pants, spats, and girdles.
  • the motion detection sensor unit 72 is disposed along the abdomen around the pant type base member 71.
  • the motion detection sensor unit 72 is provided on the front surface side or the back surface side of the waistband portion 715. It is preferable to arrange and integrally form the waistband portion 715. Note that the motion detection sensor unit 72 may be installed at a position that does not overlap the waistband unit 715 and parallel to the waistband unit 715. Moreover, the arrangement position of the motion detection sensor unit 72 is not limited to the ventral side of the base member 71. For example, the motion detection sensor unit 72 may be disposed on the back side of the pant-type base member 71, or You may arrange
  • the motion detection sensor unit 72 is urged toward the fixed position of the body and the skin side direction with a tightening force based on the stretchability of the fabric, and preferably is in close contact. It is.
  • an upper garment such as a shirt, especially in a living scene where a relaxed state is desired, such as while sleeping, the tightness of the sensor or the fabric due to the tightening force may impair comfort.
  • the motion detection sensor part 72 is disposed in a portion to which a tightening force or adhesion is imparted in a normal design of the pant-type base member 71 such as the waistband part 715 in the pant-type base member 71, it is worn. It is preferable that necessary information can be detected and acquired more accurately without impairing the comfort of the person and without feeling uncomfortable.
  • the warning information generation unit 73 may be arranged at any position of the pant-type base member 71, but is preferably arranged around the lower abdomen of the wearer, for example, as shown in FIG. Further, when the base member 71 is configured in a pant shape, the warning information generation unit 73 may be configured to be detachably engaged with the base member 71 via the engagement means 75 described above. preferable.
  • the human body motion monitoring device 7 configured in a pant shape can detect body motion information (for example, breathing information; presence / absence of breathing, breathing cycle, etc.) of the subject just by wearing the subject.
  • body motion information for example, breathing information; presence / absence of breathing, breathing cycle, etc.
  • a warning sound is generated when the subject falls into an abnormal state, such as when the subject is not breathing or when the respiratory cycle is abnormally fast. Therefore, it becomes possible to monitor the state of the subject very easily.
  • the motion detection sensor unit 72 may be integrated with the waistband unit 715 by weaving conductive fibers into the waistband unit 715. Good. By adopting such a configuration, the integrity of the waistband unit 715 and the motion detection sensor unit 72 is further improved, and body motion information (breathing information) can be obtained with high accuracy. Further, it is possible to reduce a sense of incongruity in appearance design.
  • the fiber to be rubber knitted or the like is changed to a conductive fiber, and the motion detection sensor unit 72 is provided in a predetermined region (for example, an abdomen equivalent region). You may make it form. Even in the case of adopting such a configuration, as described above, the integrity of the waistband part 715 and the motion detection sensor part 72 is further improved, and body motion information (breathing information) is accurately acquired. This makes it possible to reduce a sense of incongruity in appearance design.
  • the motion detection sensor unit 72 formed in a band shape is configured to be arranged on the ventral side of the pant-type base member 71, but both end portions of the motion detection sensor unit 72 May be arranged in a region corresponding to the upper edge of the iliac bone in the pelvis. That is, one end of the motion detection sensor unit 72 is disposed in a region corresponding to the upper rim of the left iliac in the pelvis, and the other end is disposed in the vicinity of the upper rim of the right iliac in the pelvis. It may be arranged in a corresponding region.
  • the pants-type underwear tends to firmly fix the waistband 715 around the upper edge of the iliac bone in the pelvis.
  • the motion detection sensor unit 72 is located around the left and right upper edges of the iliac bone in the pelvis.
  • the both ends of the motion detection sensor unit 72 are fixed to the body, and the motion detection sensor unit 72 accurately detects the change in the abdominal circumference due to the breathing motion. It becomes possible.
  • both end portions of the motion detection sensor unit 72 are not arranged in regions corresponding to the left and right upper edges of the iliac bone in the pelvis, but only one end of the motion detection sensor unit 72 of the iliac bone. You may arrange
  • the shape of the motion detection sensor unit 72 is configured in a straight line, but is not particularly limited to such a configuration, for example, 37 (a) and 37 (b), the motion detection sensor unit 72 changes the direction of connecting a plurality of parallel sensor regions 721 that are substantially parallel to each other and the ends of the parallel sensor regions 721 adjacent to each other.
  • the sensor region 722 may be formed in a meandering shape.
  • a temperature detection sensor and a humidity detection sensor may be provided.
  • the temperature detection sensor is a detection means for detecting the body temperature of the wearer of the human body motion monitoring device 7 and the temperature in the clothes of the wearer
  • the humidity detection sensor is a detection for detecting the humidity in the clothes of the wearer. Means.
  • the temperature detection sensor various conventional sensors such as various sensors such as a thermistor can be employed.
  • the humidity detection sensor for example, various types such as a resistance change type and an electrostatic change type can be adopted. By configuring to include these temperature detection sensor and humidity detection sensor, it is possible to confirm whether the subject is in a comfortable temperature state or humidity state.
  • This warning sound may be the same as or different from the warning sound that is emitted when the subject is not breathing or when the respiratory cycle is abnormally fast.
  • the control circuit 734 calculates a heat stroke index based on signals (temperature, humidity) from the temperature detection sensor and the humidity detection sensor. When the risk of heat stroke becomes “high”, a warning sound is generated. May be configured to emit.
  • the warning sound related to heat stroke may be the same as the warning sound generated when the subject is not breathing or when the respiratory cycle is abnormally fast, or may be configured differently. Good.
  • the heat stroke index is information indicating the likelihood of heat stroke
  • the control circuit 734 may be a risk of heat stroke if, for example, the room temperature is less than 25 degrees and the humidity is less than 60%. “Low”, if the room temperature is 25 ° C. or more and less than 30 ° C. and the humidity is 60% or more and less than 80%, the risk of heat stroke is “Medium”, the room temperature is 30 ° C. or more and the humidity is 60% or more 80% If it is less than%, it is configured to calculate each heat stroke index representing the risk of heat stroke “high”. Further, the control circuit 734 is configured to calculate a heat stroke index representing the risk of heat stroke “high” even if the humidity is 80% or more regardless of the indoor temperature.
  • the installation positions of the temperature detection sensor and the humidity detection sensor are not particularly limited, but can be arranged on the circuit board 731 included in the warning information generation unit 73.
  • an acceleration sensor may be provided.
  • the acceleration sensor it can be estimated that the subject is sleeping (resting) or active (for example, walking).
  • body motion information using the body motion information detection sensor 3 is not acquired during the activity estimated from the acceleration sensor, and body motion information using the body motion information detection sensor 3 is only acquired when it is estimated that the person is sleeping. Control such as acquisition is also possible.
  • the electric power necessary for measuring the resistance value of the body motion information detection sensor 3 can be reduced for a certain period of time, continuous operation for a long time can be realized compared to when this control is not performed.
  • the human body motion monitoring device 7 of the above embodiment may be configured to include a heartbeat detection sensor.
  • the heartbeat detection sensor is detection means for detecting heartbeat information of the wearer of the human body motion monitoring device 7.
  • a heartbeat detection sensor for example, a sensor capable of detecting a heartbeat signal from a potential difference between two electrodes can be exemplified. Since each electrode constituting the heart rate detection sensor is preferably disposed in close contact with the wearer's body, it is preferably disposed on the surface (inner surface) of the base member 71 that is in close contact with the wearer's body.
  • each electrode on the base member 71 As the installation position of each electrode on the base member 71, for example, when the human body motion monitoring device 7 is worn, it is preferable to install each electrode at a position where each electrode is disposed in the vicinity of the left and right waists.
  • the base member 71 When the base member 71 is formed in a pants shape, it may be installed at the position of the base member 71 corresponding to the base of the left and right thighs.
  • the heartbeat detection sensor may be configured by providing a third electrode (intermediate pole) installed in the abdominal region.
  • the heart rate detection sensor when the heart rate information detected by the heart rate detection sensor is abnormal, for example, the heart rate is abnormally low (for example, for an adult: the heart rate is 60 Less than times / minute, for infants: heart rate is less than 100 times / minute) or higher (for example, for adults: heart rate is more than 100 times / minute, for infants: heart rate is 140 times / minute)
  • a warning sound may be generated. This warning sound may be the same as or different from the warning sound that is emitted when the subject is not breathing or when the respiratory cycle is abnormally fast.
  • the warning information generation unit 73 having the speaker 735 is arranged on the base member 712, but it is not particularly limited to such a configuration.
  • the speaker 735 is omitted from the warning information generation unit 73 disposed on the base member 71, and the warning information generation unit 73 includes a communication circuit.
  • Information relating to a warning may be transmitted to an external processing device such as a portable terminal or a personal computer, and a warning sound may be generated from a speaker 735 included in the external processing device.
  • the warning information generation unit 73 is configured such that the control circuit 734 and the speaker 735 are provided in an external processing device such as a mobile terminal such as a smart phone or a personal computer, and the warning information generation unit. 73 is configured to include a communication circuit, and the signal input to the body motion information detection circuit 733 is transmitted to the control circuit 734 included in the external processing device via the communication circuit. An output signal for generating a warning sound may be generated and a warning sound may be emitted from the speaker 735. Further, an external processing device such as a smart phone may be configured to leave a record of body motion information. The connection between the external processing device and the communication circuit may be wired connection as well as wireless connection.

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Abstract

人体の関節や背中などの屈曲可能な部位を含む部位における人体動作、或いは、呼吸の有無や呼吸サイクル等の呼吸情報を含む体動情報を精度高く検出することができる人体動作検出用装着具及び人体動作監視装置を提供することができる。 人体の一部に装着して、装着した人体の動作を検出する装着具であって、導電糸を含み、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する動作検出センサ部を備える人体動作検出用装着具。例えば、動作検出センサ部が、伸長時と非伸長時とで電気抵抗が変化する特性を備えた導電性伸縮編地と、導電性伸縮編地が取り付けられた伸縮性を備えた生地とを含み、伸長抵抗が導電性伸縮編地よりも生地のほうが大きい人体動作検出用装着具。

Description

人体動作検出用装着具及び人体動作監視装置
 本発明は、人体動作検出用装着具及び人体動作監視装置に関する。
 従来、布帛本体を下地にしてその一面に歪センサと配線部とを積層状に配置させた布帛が提案されている(特許文献1)。この布帛が備える歪センサは、ゴムなどの伸縮性を有する基板に対し、短く切断したCNT繊維(カーボンナノチューブ)を相互並行状に並べてその並べ方向を延長させることによる直線状の配置とし、この直線状配置の両端部に電極を設けたものとされている。これら両端部の電極が前記した配線部と導通接続される。
 この布帛は、両端部の電極間を離反させたり接近させたりする方向で伸縮させると、歪センサを構成するCNT繊維の相互間隔も拡縮変動するので、これによって両電極間の電気抵抗も変化するというものであった。
 この構成から明らかなように、歪センサの基板が伸縮性を備えたゴムとされている理由は、布帛の伸縮に付随させてCNT繊維の並び間隔が拡縮変動するのを許容させ、また伸長後には元の長さへ確実且つ俊敏に復元させるためであった。
 上述した特許文献1に開示された技術に基づいて、CNT歪みセンサが手袋の関節相当部位に付設された歪みセンサ付き手袋を特許文献2は開示する。この歪みセンサ付き手袋における手袋本体は可撓性を有する布が縫製されて形成されており、着用した際に着用者にフィット感を与えている。歪みセンサは伸縮性を備えたシート状の形状を備え、手袋本体の外面に貼着されて手袋本体を形成する布に一体的に付設されている。この歪みセンサの貼着は、弾性接着剤によってなされていることが好ましく、歪みセンサは伸縮性を有し伸縮性を有する手袋本体に一体的に付設されることにより、手袋本体の伸縮に伴って歪み
センサが伸縮するように設けられている。
特開2014-25180号公報 特開2014-25179号公報
 CNT繊維は、繊維方向の引っ張りに対して極めて強靱な機械的強度を有していることは周知である。しかしながら、特許文献1の布帛において、歪センサの伸縮はCNT繊維の並び間隔を拡縮変動させるように作用するものである。すなわち、CNT繊維は繊維方向に引っ張られるわけではないので、このCNT繊維の機械的強度がそのまま布帛の機械的強度として活かされるわけではない。
 結局のところ、布帛の機械的強度は、歪センサにおける基板のゴム強度に支配されることになる。そのため、この機械的強度を高めるには基板に採用するゴムを硬質化したりゴム厚さを分厚くしたりするなどの対策が必要となる。しかし、これらの対策は、歪センサの伸縮性(豊富な伸長度や伸長に対する復元性、復元俊敏性、繰り返し挙動に対する耐性など)を高めようとする場合の対策とは相反することになり、これら全ての要請を満足させることは困難であった。
 一方で、歪センサは、基板をゴム製としているために通気性や透湿性、吸水性などを得ることができない。そのため、この歪センサを被服などへ取り付けるようなことをした場合、着衣者に熱や湿度等のこもった不快環境を強いることになるのは必定である。このようなことから、この歪センサを実用上のウエアラブル素材として用いるのは難しい一面がある。
 なお、特許文献2においては、歪みセンサは、手袋本体の外面に弾性接着剤により貼着されて手袋本体を形成する布に一体的に付設されているが、CNT歪みセンサの伸縮性と手袋本体を形成する布の伸縮性との関係については何ら記載も示唆もなく(手袋本体は可撓性を有する布としか記載されておらず)、手指関節の屈伸に対してこれらの部材(CNT歪みセンサおよび手袋本体)が着用者に違和感なく一体的に形状を変化させて、かつ、歪みセンサが応答性良く反応するとは考えにくい。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、人体の関節や背中などの屈曲可能な部位を含む部位における人体動作、或いは、呼吸の有無や呼吸サイクル等の呼吸情報を含む体動情報を簡便な構成で精度高く検出することが可能な人体動作検出用装着具及び人体動作監視装置を提供することを目的とする。
 本発明の上記目的は、人体の一部に装着して、装着した人体の動作を検出する装着具であって、導電糸を含み、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する動作検出センサ部を備える人体動作検出用装着具により達成される。
 この人体動作検出用装着具において、前記動作検出センサ部は、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する導電性伸縮編地と、前記導電性伸縮編地が取り付けられた、伸縮性を備えた生地とを含み、伸長抵抗が前記導電性伸縮編地よりも前記生地のほうが大きくなるように構成することが好ましい。
 好ましくは、前記生地が、人体に接して装着される身生地であるように構成することができる。
 さらに好ましくは、前記導電性伸縮編地および前記生地の少なくともいずれかが、人体の一部に接して装着される身生地に取り付けられているように構成することができる。
 ここで「生地」とは、編地や織地を含む繊維構造物であり、その素材は天然繊維(植物繊維、動物繊維)、化学繊維など特に限定されない。「身生地」とは、人体動作検出用装着具を構成するベースとなる生地であり、人体に直接的または間接的に接して覆うものである。「伸長抵抗」とは、引張り力が作用して生地が伸張した状態で生地が定常状態(伸長が無い状態)に戻ろうとする力であり、例えば定伸長荷重などで示すことができる。
 さらに好ましくは、前記導電性伸縮編地は、編組織においてループが繋がって進む方向をコース方向又はコースと定義する編地であって、前記ループが導電糸によって形成されていると共に、弾性糸が前記コース方向で引き締め力を生じる配置で設けられており、編地の非伸長時には前記弾性糸による引き締め力によりコース方向で隣接する前記導電糸のループ同士が接触状態を保持する一方で編地のコース方向への伸長時には前記導電糸のループ同士が前記弾性糸による引き締め力に抗して離反可能となっている電気抵抗の可変特性を備えているように構成することができる。
 さらに好ましくは、前記導電性伸縮編地は、少なくとも一部に導電性伸縮糸を用いて編成した編地で構成され、前記編地の電気抵抗値が前記編地の伸長率と相関して変化する可変抵抗特性を備えている導電性伸縮編地であって、前記導電性伸縮糸は、芯部に弾性糸を用い、前記芯部を被覆する被覆部に導電糸を用いたカバリング糸で構成され、前記カバリング糸の電気抵抗値が前記カバリング糸の伸長率と相関して変化する可変抵抗特性を備えているように構成することができる。
 ここで、上述した導電性伸縮編地は、伸縮性及び柔軟性が豊富で伸長を繰り返した際の復元性をも備えた編地でありながら、伸長時と非伸長時とで電気抵抗が変化する特性を備え、更には通気性や透湿性、吸水性などを得ることも可能であることから、ウエアラブル素材として好適に使用できるようになっている。また、上述した導電性伸縮編地は、簡単な構成でありながら伸長率に応じて電気抵抗が変化する導電性伸縮糸を提供するとともに、手間を要することなく実現できる導電性伸縮編地を提供することができるようになっている。
 また、この人体動作検出用装着具において、人体の下半身に着用される非導電性素材で形成される下衣本体を更に備えており、前記動作検出センサ部は、前記下衣本体に設けられるように構成してもよい。
 また、前記下衣本体に設けられる前記動作検出センサ部は、帯状に形成されており、一方の端部は、腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置されるように構成してもよい。
 また、前記下衣本体は、その腰回りにウエストバンド部を備えており、前記動作検出センサ部は、前記ウエストバンド部の周方向に沿って設けられるように構成してもよい。
 また、前記動作検出センサ部は、前記ウエストバンド部と一体に形成されるように構成してもよい。
 また、前記下衣本体に設けられる前記動作検出センサ部は、導電性繊維から構成することができる。
 前記下衣本体は、パンツ、スパッツ、タイツ、ガードル、ステテコ、パジャマのズボンのいずれかの形態として構成することができる。
 また、この人体動作検出用装着具において、前記動作検出センサ部は、伸縮性を有する誘電体層と、前記誘電体層の一方面及び他方面のそれぞれに設けられる伸縮性を有する第1導電層及び第2導電層とを備え、前記第1導電層は、導電糸導から形成される帯状の第1電極部を備えており、50%伸長時の前記第1電極部の抵抗変化率が20%以下であり、伸縮に伴う前記第1導電層と前記第2導電層との間における容量変化を検出可能な短冊状の人体動作検出用装着具として構成することができる。
 また、前記第2導電層は、導電糸から形成される帯状の第2電極部を備えており、前記第2電極部は、前記誘電体層を介して前記第1電極部に対向する位置に配置されるように構成してもよい。
 また、前記第1導電層は、前記第1電極部を複数備えており、前記各第1電極部は、互いに所定間隔を空けて平行に配置され、前記第2導電層は、前記第2電極部を複数備えており、前記各第2電極部は、互いに所定間隔を空けて平行に配置され、前記各第1電極部と前記各第2電極部とは、前記誘電体層を介して対向配置されるように構成してもよい。
 また、前記第2導電層は、前記第1電極部の面積よりも広い面積を有する第2電極部を備えており、前記第2電極部は、前記誘電体層を介して前記第1電極部に対向する位置に配置されるように構成してもよい。
 また、前記第1導電層は、前記第1電極部を複数備え、前記各第1電極部は、互いに所定間隔を空けて平行に配置されており、前記第2導電層は、前記複数の第1電極部が配置される領域の面積よりも広い面積を有する第2電極部を備えており、前記第2電極部は、前記誘電体層を介して前記複数の第1電極部が配置される領域に対向する位置に配置されるように構成してもよい。
 また、前記導電糸は、絶縁被覆層により被覆されるように構成してもよい。
 また、前記絶縁被覆層は、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、PFA、PVDF、ETFE等のフッ素系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ホルマール(ポリビニルホルマール)、ブチラール(ポリビニルブチラール)の群から選ばれる少なくとも1つから形成されるように構成してもよい。
 また、前記誘電体層は、伸縮性の布帛を含むように構成してもよい。
 また、前記第1電極部は、伸縮異方性を有するように構成してもよい。
 また、前記第1電極部は、長手方向50%伸長時の短手方向の寸法変化率が、5%未満となるように構成してもよい。
 本発明の上記目的は、生体に装着され、伸縮によって電気抵抗値が変化する帯状の動作検出センサ部と、前記動作検出センサ部からの検出情報に基づいて警告に関する情報を生成する警告情報生成部とを備えることを特徴とする人体動作監視装置により達成される。
 この人体動作監視装置において、前記動作検出センサ部及び前記警告情報生成部が配置される非導電性繊維からなる長尺状のベース部材を備え、前記ベース部材は、伸縮性を有する領域を少なくとも一部に備えると共に、生体における腹回り又は胸回りに沿って巻回した状態を維持する固定手段を備えており、前記動作検出センサ部は、前記警告情報生成部と電気的に接続される状態で前記伸縮性を有する領域に配置されるように構成することができる。
 また、前記ベース部材の長手方向に沿って前記動作検出センサ部が配置されるように構成してもよい。
 また、前記ベース部材は、その長手方向に沿って、前記警告情報生成部が配置される第1ベース領域と、前記動作検出センサ部が配置される第2ベース領域とに分離可能に構成されており、前記第1ベース領域及び前記第2ベース領域とは、接続手段により着脱自在に構成されるように構成してもよい。
 前記動作検出センサ部及び前記警告情報生成部が配置される非導電性繊維からなるパンツ型のベース部材を備え、前記動作検出センサ部は、パンツ型の前記ベース部材における腹回りに沿って配置されるように構成してもよい。
 前記警告情報生成部は、係着手段により前記ベース部材に着脱自在となるように構成してもよい。
 前記動作検出センサ部は、互いに略平行となる複数の平行センサ領域と、各平行センサ領域の端部同士を接続する方向転換センサ領域とを備える蛇行状に形成してもよい。
 本発明によれば、人体の関節や背中などの屈曲可能な部位を含む部位(以下において「関節等」と記載する場合がある)における人体動作、或いは、呼吸の有無や呼吸サイクル等の呼吸情報を含む体動情報を精度高く検出することが可能な人体動作検出用装着具及び人体動作監視装置を提供できる。
本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地の非伸長状態を模式的に示した編組織図である。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地の伸長状態を模式的に示した編組織図である。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地の使用例を模式的に示した平面図である。 弾性糸をインレイにより挿入する別パターン(伸長状態)を模式的に示した編組織図である。 弾性糸をインレイにより挿入する更に別パターン(伸長状態)を模式的に示した編組織図である。 弾性糸の混用方法としてプレーティング編を採用した場合を模式的に示した編組織図であって(a)は非伸長状態を示しており(b)は伸長状態を示している。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地の実施結果の説明図である。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地を構成する、(a)はDCYで構成された導電性伸縮糸の非伸長状態の説明図、(b)はDCYで構成された導電性伸縮糸の伸長状態の説明図である。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地を構成する、(a)はSCYで構成された導電性伸縮糸の非伸長状態の説明図、(b)はSCYで構成された導電性伸縮糸の伸長状態の説明図である。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地の一例である平編みの編組織図である。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地の可変抵抗特性の実験結果の説明図である。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具の装着例を示す図である。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具の具体例である上半身着衣を示す図である。 本発明に係る第1実施形態の人体動作検出用装着具の一例としての本発明の実施の形態に係る膝用サポータを示す図である。 図14に示す膝用サポータの裏面図である。 図14に示す膝用サポータの制御部における制御ブロック図である。 図14に示す膝用サポータを着用して膝屈伸を繰り返した場合の導電性伸縮編地からの出力例を示す図である。 本発明に係る第2実施形態の人体動作検出用装着具(下衣)を示す概略構成図である。 本発明に係る第2実施形態の人体動作検出用装着具(下衣)が有するコネクタ部の概略平面図である。 本発明に係る第2実施形態の人体動作検出用装着具(下衣)が備える端子部とコネクタ部との接続方法を説明するための概略構成断面図である。 本発明に係る第2実施形態の人体動作検出用装着具(下衣)の変形例を示す概略構成図である。 (a)は、本発明に係る第3実施形態の人体動作検出用装着具(引張センサ)を示す概略構成平面図、(b)は、そのA-A断面を示す概略構成断面図、(c)は、概略構成裏面図である。 本発明に係る第3実施形態の人体動作検出用装着具(引張センサ)が備える第1電極部や第2電極部の編地断面を示す一例であって、( a ) は非伸長時であり( b ) は伸長時である。 (a)は、本発明に係る第3実施形態の人体動作検出用装着具(引張センサ)の変形例を示す概略構成平面図、(b)は、そのA’-A’断面を示す概略構成断面図、(c)は、概略構成裏面図である。 本発明に係る第3実施形態の人体動作検出用装着具(引張センサ)の変形例を示す概略構成断面図である。 本発明に係る第3実施形態の人体動作検出用装着具(引張センサ)の変形例を示す概略構成断面図である。 (a)(b)共に、本発明に係る第3実施形態の人体動作検出用装着具(引張センサ)の変形例を示す概略構成断面図である。 本発明に係る第3実施形態の人体動作検出用装着具(引張センサ)の変形例を示す概略構成断面図である。 (a)は、本発明に係る第3実施形態の人体動作検出用装着具(引張センサ)のセンササンプルAを示す概略構成平面図、(b)は、そのA”-A”断面を示す概略構成断面図、(c)は、概略構成裏面図である。 センササンプルAの伸長率と、検出された静電容量の値との関係を示すグラフである。 センササンプルBの伸長率と、検出された静電容量の値との関係を示すグラフである。 本発明に係る人体動作監視装置を示す概略構成平面図である。 本発明に係る人体動作監視装置が備えるベース部材と警告情報生成部との接続方法を説明するための概略構成断面図である。 本発明に係る人体動作監視装置の変形例を示す概略構成図である。 本発明に係る人体動作監視装置の他の変形例を示す概略構成図である。 本発明に係る人体動作監視装置の他の変形例を示す概略構成図である。 本発明に係る人体動作監視装置の他の変形例を示す概略構成平面図である。
 本発明に係る人体動作検出用装着具は、人体の一部に装着して、装着した人体の動作を検出する装着具であって、導電糸を含み、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する動作検出センサ部を備える人体動作検出用装着具である。また、本発明に係る人体動作監視装置は、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する動作検出センサ部を備え、当該動作検出センサ部が検出する装着者(被験者)の体動情報(例えば、呼吸情報;呼吸の有無、呼吸サイクル等)に基づいて、装着者の呼吸状態の異常の有無を検知し、異常が発生している場合に周囲の者に知らせることができる装置である。ここで、上記“電気的特性の変化”とは、“電気抵抗の変化”や“静電容量の変化”を含む概念である。
 以下、本発明に係る人体動作検出用装着具に関する第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態について説明すると共に、本発明に係る人体動作監視装置の実施形態について説明する。
[人体動作検出用装着具に関する第1実施形態]
 まず、本発明に係る人体動作検出用装着具の第1実施形態の一例について、図面に基づき説明する。なお、以下においては、本発明に係る人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地(導電パーツ、導電性伸縮糸、導電性伸縮布帛)について、まず説明して、その後に、本発明に係る人体動作検出用装着具について説明する。また、以下の説明において、「抵抗」には「抵抗値」の概念を含み、「電圧」には「電圧値」の概念を含むものとする。さらに、「伸長」と「伸張」とは同義であるものとする。
 <導電性伸縮編地(その1)>
 以下、本発明に係る人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地(その1)について、図面に基づき説明する。なお、本発明に係る導電性伸縮編地等と記載する場合がある。
 図1及び図2は、本発明に係る導電性伸縮編地21を示している。この導電性伸縮編地21は、例えば図3に示すような導電パーツ22を製造する際において、その構成要素の一つとして使用することができる。
 この導電パーツ22は偏平のテープ状に形成され、幅方向の両側縁部に細帯状の非導電部23が設けられ、これら両側の非導電部23に挟まれる配置(幅方向の中央部)で、細帯状の導電部が設けられている。この導電部が本発明に係る導電性伸縮編地21(以下、「本発明編地21」と記載する場合がある)である。
 この導電パーツ22は、本発明編地21及び非導電部23が一体となって長手方向に沿った豊富な伸縮性を有していると共に、表裏方向へ向けた反りや曲がり、面方向に沿った左右への曲がり、更には捻りなどに自由に対応できるだけの豊富な柔軟性を有している。そして、本発明編地21は長手方向に離れた任意の2箇所間で導通性を示すものとされているが、導電パーツ22を長手方向に伸縮させたときには、本発明編地21における上記2箇所間の電気抵抗が伸長度に合わせて変化する特性を有している。
 なお、この導電パーツ22は、その幅方向で複数本の本発明編地21を設けて、それらを非導電部23で区分けした構成としてもよい。また本発明編地21は、細帯状とせず広幅の帯状としたり線状としたりすることも可能である。要は、本発明編地21の配置や形成数は何ら限定されるものではない。また導電パーツ22自体、そもそもテープ状に形成することが限定されるものではなく、正方形や長方形などの四角形に形成すること等も可能である。
 また、本発明編地21は、後述するようにそれ自体が伸長からの復元性(収縮性)を有している。そのため非導電部23は全く設けないものとしてもよい。すなわち、本発明編地21は導電パーツ22への使用が限定されるわけではない。ただ、非導電部23は、導電パーツ22の側縁部が他物と接触したときに本発明編地21による短絡や漏電等を防止する作用を奏することになるから、設けることが推奨される。また、非導電部23には、本発明編地21における伸縮性を補助したり、曲げや捻りなどを補強したりする効果もある。
 この導電パーツ22において、本発明編地21及び非導電部23は、いずれも編組織を有したものとされており、当該導電パーツ22の表裏面に露出する状態に形成されている(本発明編地21の肉厚や非導電部23の肉厚によって導電パーツ22の肉厚が形成されている)。このうち非導電部23は、合成繊維(例えばナイロン、ポリエステル)や天然繊維、合成繊維と弾性糸とを混用した素材等の非導電糸のみによって製編されている。
 これに対して本発明編地21は、導電糸10と弾性糸11とを混用させて製編されている。ここで「導電糸」とは、金属成分が糸表面に露出した裸素材を言う。また「弾性糸」とは、引っ張り力の無負荷時(非伸長時=常態)では収縮状態を維持し、引っ張り力が負荷されたときには引っ張り力に応じて自由に伸長するものであって、且つ、この引っ張り力を解除して無負荷時に戻せば、伸長状態から元の収縮状態に復元する(収縮する)素材を言う。
 導電糸10には、樹脂繊維や天然繊維、或いは金属線等を芯として、この芯に湿式や乾式のコーティング、メッキ、真空成膜、その他の適宜被着法を行って金属成分を被着させた金属被着線(メッキ線)を使用するのが好適である。芯には、モノフィラメントを採用することも可能ではあるが、モノフィラメントよりもマルチフィラメントや紡績糸のほうが好ましく、更にはウーリー加工糸やSCY、DCYなどのカバリング糸、毛羽加工糸などの嵩高加工糸がより好ましい。
 芯に被着させる金属成分には、例えばアルミ、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、鉄、銀、金、白金、バナジウム、モリブデン、タングステン、コバルト等の純金属やそれらの合金、ステンレス、真鍮等を使用することができる。
 一方、弾性糸11には、ポリウレタンやゴム系のエラストマー材料を単独で用いてもよいし、「芯」にポリウレタンやゴム系のエラストマー材料を用い、「カバー」にナイロンやポリエステルを用いたカバリング糸などを採用することができる。このようなカバリング糸を採用することで、本発明編地21に親水性、撥水性、耐食・防食性、カラーリング等の機能を付与させることができる。また触感(肌触り)の向上や伸びの制御にも有用である。なお、弾性糸11として、導電性素材を含んだものを使用することも可能である。
 この弾性糸11は、導電糸10がその引張強度限界となる伸長度を超えて伸長することがないように(導電糸10の伸長を制限する目的で)、素材選びすることが推奨される。弾性糸11としてカバリング糸を採用する場合は、「カバー」において、導電糸10の伸長制限作用を持たせるような素材選びをすることも可能である。またこのような、弾性糸11自体、或いは「カバー」の素材選びは、本発明編地21に要求される伸縮挙動に適応させる目的で行うものとしてもよい。なお、導電糸10の伸長(負荷)を制限する目的では非導電部23で制御することもあり得る。
 本発明編地21を製編するにあたり、導電糸10と弾性糸11とを混用させる具体的な手段として、本実施形態では、図1及び図2に示すように導電糸10を平編(天竺やシングル等とも言う)で製編し、この導電糸10の平編地に対して弾性糸11をインレイによってコース方向に挿入することで得られる編組織とした。
 図1及び図2で例示したインレイのパターンでは、導電糸10の1コース毎に弾性糸11を1コース挿入してあり、弾性糸11は、導電糸10に沿わせつつ導電糸10のループに絡ませるようにしている。
 しかし、このような平編の採用やインレイの採用、及びそれらの組み合わせが限定されるものではない。また、導電糸10と弾性糸11とが含まれていれば、その他に別種の糸(別種の糸が弾性糸である場合を含む)を混用させることは任意である。
 例えば、図4に示すように、導電糸10に対する絡ませ頻度を少なくさせて弾性糸11を挿入することも可能である。付言すれば、図1、図2、図4などはあくまでも模式図であって、図示したような整然としたパターンは現実的なものではなく、実際には弾性糸11は図示状態よりも直線状に近い(緩い)ジグザグパターンを呈することになる。場合によっては、図5に示すように弾性糸11を意図的に直線状に挿入するパターンとすることも可能である。
 なお、「コース方向」は編組織において繋がったループを形成しつつ進む方向であって「コース」と同じ方向とおく。編地地面上でコース方向と垂直に交差する方向は「ウエール」又は「ウエール方向」とおく。また「コース数」はウエール方向で隣接するコースの本数である。
 このような構成を備えた導電パーツ22(図3参照)は、例えば特開平11-279937号に記載の方法(筒状生地からテープ生地を取り出す方法)等を採用して製造することができる。すなわち、丸編機を用いた筒状生地の製編を行うに際して、非導電部23、本発明編地21、非導電部23の合計3区分を複数の給糸口から同時進行で製編する編みを行うと共に、ピース間に熱、水、溶剤などで溶ける繋ぎの糸を入れ、製編後に得られた筒状生地からこの繋ぎの糸を溶かす処理を行うことにより、導電パーツ22を螺旋状に分離しつつ取り出すという方法である。
 この導電パーツ22(非導電部23を備えずに本発明編地21単体で構成されている場合も以下同じとする)は、コース方向へ向けて引っ張り力を負荷させたりこの引っ張り力を解除したりすることで、次のような特有の作用が得られる。
 すなわち、導電パーツ22における本発明編地21の部分では、弾性糸11が、導電糸10による平編地に対してコース方向に挿入されている。そのため、この弾性糸11が導電糸10による平編地をコース方向で引き締めさせるように作用する。
 これにより、導電パーツ22に対して引っ張り力を負荷させていない非伸長時(常態)には、図1に示すように、弾性糸11の引き締め力によってコース方向で隣接する導電糸10のループ同士が接触状態を保持するようになっている。加えて、導電糸10の個々のループは、コース方向で押し縮められた(しぼんだ)形状に変形され、この変形形状を保持するようになっている。
 導電糸10は導電性の裸素材であるから、ループによる接触箇所数が多ければ多いほど、またコース方向で押し縮められることで接触面積が増大すればするほど、導通接点の数、すなわち、導通面積が多く、通電経路がショートカットできることを意味する。その結果、本発明編地21におけるコース方向に離れた2箇所間での電気抵抗は小さく抑えられる。
 しかし、図2に示すように導電パーツ22をコース方向へ引っ張ると、本発明編地21ではそれまで接触していた導電糸10のループ同士が、弾性糸11による引き締め力に抗して離反するようになる。このときの導電糸10のループの離反挙動は、全ループが一気呵成に離反するのではなく、本発明編地21の伸長度合いに比例して接触圧が徐々に低下しながらも未だ接触状態を維持するもの(非伸長時よりも接触面積が減少したもの)や、接触を解除して隙間を徐々に広げるもの、或いは非伸長時の接触状態を維持するもの等が混在する状況を経ることになる。
 そのため、本発明編地21は、非伸長時から伸長を開始してその伸長度が大きくなればなるほど、導通面積が減少し、通電経路が長くなり、電気抵抗は徐々に大きくなる傾向を示す。
 当然に、導電パーツ22に対する引っ張り力を解除すれば、弾性糸11によるコース方向の引き締め力によって導電パーツ22はコース方向で収縮し、非伸長時の状態に復元するので、本発明編地21では導通面積の増加に伴って電気抵抗は小さくなる傾向を示す。
 なお、導電パーツ22のコース方向の収縮は、本発明編地21自体の収縮力のみによって生起されるものとしてもよいし、或いは本発明編地21の収縮力と非導電部23の収縮力との共同作用として生起されるものとしてもよい。
 このようなことから、この導電パーツ22は上記特性を利用した歪みセンサなどとして好適に使用できる。殊に、本発明編地21や非導電部23は、いずれも編組織を有して形成されているので、通気性や透湿性、吸水性などが得られものとなっている。そのため、この導電パーツ22を被服などに取り付けて着用させたとしても、着用者に、蒸れや暑苦しさなどの不快感を覚えさせることはない。よって、この導電パーツ22(及び本発明編地21)は、ウエアラブル素材としての使用に適したものと言うことができる。
 図6は、導電糸10と弾性糸11とを混用させる手段として、プレーティング編を採用した場合を示している。プレーティング編では、導電糸10と弾性糸11とが編地表面と編地裏面とに明確に振り分けられて表出するので、導電糸10が表出した方向から図示したものとしてあり、導電糸10に隠れて図面上に現れない弾性糸11については断面のみが現れた状態として図示している。図6(a)は非伸長時(常態=無負荷状態)を示し、図6(b)はコース方向への伸長時を示している。
 なお、プレーティング編の他、引き揃えや同給糸を採用することもできる。また、導電糸10の編組織はシングル(平編)で図示してあるが、フライス(ゴム編)をはじめ、その他の編組織を採用可能であることは言うまでもない。
 プレーティング編を採用するうえでは、製編後の編地をコース方向で収縮させて隣接ループ同士が接触した状態に保ち(拡張力を無負荷とする静置状態を含む)、熱セット処理を施すようにするのが、本発明編地21における非伸長時の低抵抗性能を確実に得るうえで一層好適であることを確認している。
 付言すれば、一般的な編地に熱セット処理を施す場合には、編地をコース方向で定寸固定させたり、或いは積極的に拡張させたりするのが常套手段であることから鑑みれば、熱セット処理時に編地をコース方向で収縮させた状態に保持するというのは、特徴のある製造方法であると言える。とは言え、プレーティング編を採用しつつ本発明編地21を製造する過程において、熱セット処理を施すことは限定されるものではない。
 ところで、本発明編地21における電気抵抗の大小は、導電性を取り出す2箇所間の長短や幅方向(コース数)の大小によって適宜設定することができる。また、1コースの電気抵抗値を小さくするには、1コースに用いる導電糸10について、S撚りやZ撚り、引き揃えやプレーティング等により本数を多くしたり、或いは低電気抵抗の素材を選んだり、太くしたり、メッキ量を増やしたりすればよいことになる。更に、曲げ剛性が小さいほど伸縮特性に優れるため、繊維径の小さな繊維を束ねることが推奨される。
 また、本発明編地21における伸縮性の大小は、例えば、伸長からの復元(戻り)が急峻で勢いの強い挙動となるように要求される場合であれば、比較的太くて強弾性の弾性糸11を選択することで対処できる。反対に、伸長からの復元がじわじわとゆっくりした挙動となるように要求される場合であれば、比較的細くて弱弾性の弾性糸11を選択することで対処できる。
 なお、この「伸縮性」とは、非伸長時(常態)からの伸長と、この伸長状態からの解放による即時復元との両方を備えた特性を言う。本発明編地21と非導電部23とで、伸縮性を同じ強度にするか強弱の差をつけるかは適宜変更可能である。例えば、編地全体としてシワや波打ち等が目立たないようにしたり、伸張負荷時に導電糸10がダメージを受けないように伸縮性を抑えたりすることを目標として、それぞれの伸縮性を設定すればよい。
 非伸長状態からどれだけ伸長するかの度合い(伸長度)については、製編に用いる材料(糸)の材質や太さ、製編材料の混用の有無や混用方法(カバリング、プレーティング、引き揃え等)、混用数、導電パーツ22としての帯幅や帯長さ等といった様々なファクターを、所望されるところに応じて適宜変更することで対応することができる。
 また組成組織の選択によっても伸長度を適宜変更することができることは言うまでもない。この場合、殊に本発明編地21の編みを設計する際には、導電糸10のループ長と弾性糸11の弾性率、ドラフト(繊維を引き伸ばして細くすること)との調整が大きな要因となる。
 なお、復元に関しては非伸長時の長さに100%回復することが理想である。しかし、必ずしも100%回復が限定されるものではなく、伸長と復元との繰り返し数を規定したうえで、この規定数以内のときは90%以上回復するような特性を備えるものであれば「良」と見なすなど、用途に応じた性能を設定すればよい。この「伸長-復元繰り返し数」が100回に満たない場合は、実質上、実用に向かないと言わざるを得ない。
 「伸長-復元繰り返し数」は、デマッチャ式繰返疲労試験機を用いた繰返し引っ張り疲労試験により、計数することができる。この場合、導電パーツ22(又は本発明編地21)としての試験片にはコース方向を長辺とする長方形のものを用いる。本実施形態では試験片の寸法を長辺5cm、短辺2cmとした。また、導電パーツ22を試験片とする場合、非導電部23にはそれぞれナイロンのSCYを用いるものとし、これによって本発明編地21に伸びの影響(外乱)を与えないように配慮した。また更に、試験片中に挿入した弾性糸11が繰り返し伸長時に抜けてしまわないように、試験片のコース方向端部(1.5cm程度)を適宜固定手段により固定した。固定手段の具体例としては、ポリウレタンを用いたホットメルトフィルムにて、生地に含浸させるようにラミネートする方法を例示することができる。
 本発明編地21は、弾性糸11による引き締め力(収縮力)に付随させることにより、編地の伸長状態と非伸長状態との間で導電糸10の接触面積及び接圧を挙動させるものである。そのため本発明編地21では、非伸長時にできるだけ縮めておくことで、豊富な伸縮性(例えば150%)を発現させながらも導電糸10の接触面積及び接圧を変化させることができる。
 伸縮性をより豊富なものとさせるには、太いポリウレタン糸、伸長に対する復元力(キックバック)の強い高弾性率のポリウレタン糸をドラフト高く(糸長を短く)使用する方法もある。更に、導電糸10の経路に補助的に(インレイとは別に)比較的細い弾性糸11(ポリウレタン等)を同給糸するなどの方法も採用可能である。導電糸10が弛みを持ち、隣接するループと接触しやすくなることを期待できる。
 その他、導電糸10同士を接触しやすくするには、ウーリー加工のメッキ糸や、メッキ糸をカバーに用いたカバリング糸などが適している。
[実施例]
 以下に、本発明編地21の実施例を例示するが、これらは技術的な理解を助けるために開示するものであり、本発明の技術的範囲は以下の例示に限定されるものではない。
(実施例1)
 導電糸10として銀メッキ繊維(三ツ冨士繊維工業株式会社製のナイロンマルチフィラメント[商品名:AGposs])の78dt/34fを使用すると共に、弾性糸11としてポリウレタンの235dtを使用し、シングル(平編)の製編を行った。弾性糸11の挿入形態は、図2に示したインレイ(図7では[A]と表記)を採用し、高ドラフトで挿入した。
 なお、ここにおいて「高ドラフト」は、製編時にポリウレタン糸を伸長状態で給糸することを言う。高ドラフトでポリウレタン糸を給糸すると、製編後の編地には、自由状態下においてポリウレタン糸による引き締め力が効果的に作用するようになり、その結果、コース方向で隣接する導電糸10のループ同士が接触状態を保持する、といった特性が得られるようになる。
(実施例2)
 導電糸10として銀メッキ繊維(AGposs)の78dt/34fを使用すると共に、弾性糸11としてポリウレタン糸の235dtを使用し、シングルの製編を行った。弾性糸11の挿入形態は、図4に示したインレイ(図7では[B]と表記)を採用し、高ドラフトで挿入した。
(実施例3)
 導電糸10として銀メッキ繊維(AGposs)の78dt/34fを使用すると共に、弾性糸11としてポリウレタン糸の235dtを使用し、フライス(ゴム編)の製編を行った。弾性糸11の挿入形態は、図5に示したインレイ(図7では[C]と表記)を採用し、高ドラフトで挿入した。
(実施例4)
 導電糸10として銀メッキ繊維(AGposs)の78dt/34fを使用すると共に、弾性糸11としてポリウレタン糸の110dtを使用し、シングルのプレーティング編の製編を行った。すなわち、弾性糸11の挿入形態にはプレーティング編を採用したことになる。またポリウレタン糸は高ドラフトで挿入した。
(実施例5)
 導電糸10として、銀メッキ繊維(AGposs)の78dt/34fを使用すると共に、弾性糸11としてポリウレタン糸の110dtを使用し、フライスのプレーティング編の製編を行った。すなわち、弾性糸11の挿入形態にはプレーティング編を採用したことになる。またポリウレタン糸は高ドラフトで挿入した。
 図7中の「伸長-抵抗値」は以下の試験方法により取得した。
 すなわち、この試験では長辺5cm、短辺2cmの試験片(導電部1cm、両側非導電部0.5cmずつ)を準備し、この試験片の長手方向両端部に、それぞれ1cmのチャック部を設けた。チャック部は、ポリウレタンベア糸の抜けを防止するためにポリウレタンホットメルトフィルムにて熱ラミネートしたものである。
 この試験片を、両端のチャック部をつかむようにして非伸長状態(無負荷)のスパン3cmが得られるように張り渡す。そして、この張り渡し状態から試験長を3cm~5.5cmにわたり0.5cm単位で伸長させ、伸長後の各抵抗値を測定するものである。
 この図7から明らかなように、本発明編地21(実施例1~3)では、「伸長-抵抗値」において、伸長させる程度に応じて、顕著な抵抗の変化が得られるものであることが確かめられた。
 ところで、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
 例えば、本発明編地21は筒状生地として製編する製造過程が限定されるものではなく、非筒のシート状として製編してもよい。従って、丸編機や横編機など、汎用の編機によって製編することができる。
 本発明編地21において、導電糸10は、前記した平編やゴム編の他、スムース編又はそれらの変形組織などにより製編することもできる。例えば、エイトロック、コードレーン、鹿の子等に挿入糸を適用した生地などを例示することができる。要するに、ポリウレタン等の弾性糸11をインレイ、プレーティング編、同給糸等により導電糸10と混用させることによって、隣接するループ同士が接触する状況が得られればよい。
 本発明編地21は、伸長度に応じて電気抵抗が変わる特性を活かして、前記した歪みセンサとして使用する他にも多くの利用分野を有する(例えば、給電用、信号用、医療用等)。
 その他、導電糸10及び弾性糸11とは別に、伸び止め用の編糸(非弾性糸とすることが好ましいが撚りや編組織により伸長を制限させた糸としてもよい)を混用することも可能である。非導電部23の編糸、編設計で伸び止めをするのがよい。
 導電糸10には金属線を使用することもできる。金属線としては、アルミ、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、鉄、銀、金、白金、バナジウム、モリブデン、タングステン、コバルト等の純金属やそれらの合金、ステンレス、真鍮等により形成されたものを例示することができる。場合によっては、金属線の代わりに炭素繊維を採用することも可能である。
 金属線等の線径は、10~200μmのものとするのが好適である。細径の繊維を束ねて使うことも可能である。このように金属線等に関しては、塑性変形しやすいものであるか否か、或いは、顕著な弾性復元力(バネ性)を備えたものであるか否かなどについて、特に限定されるものではない。
 <導電性伸縮編地(その2)>
 以下、本発明に係る人体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地(その2)について、図面に基づき説明する。なお、以下において説明する導電性伸縮編地(その2)と上記で説明した導電性伸縮編地(その1)とにおいて同じ符号を付している構成については同じ構造および同じ作用効果を備える。このため、それらについての説明は、上述した説明と重複するために、ここでは繰り返して説明しない場合がある。また、同じ符号を付している構成についての詳細な説明が相違することがあるが、同じ符号を付している構成については本質的に同じである。
 図8(a),(b)に示すように、体動作検出用装着具に好適に適用される導電性伸縮編地(その2)に使用される導電性伸縮糸1は、芯部に弾性糸11を用い、芯部を被覆する被覆部に導電糸10A,10Bを用いたカバリング糸で、導電糸10A,10Bを用いて芯部を二重に被覆したDCYで構成されている。図8(a)には引っ張り力が作用していない無負荷時の収縮状態の導電性伸縮糸1が示され、図8(b)には引っ張り力が作用している負荷時の伸張状態の導電性伸縮糸1が示されている。
 以下の説明で「弾性糸」とは、無負荷時つまり非伸長時(常態となる)に収縮状態が維持され、負荷時には引っ張り力に応じて伸長する特性を備え、引っ張り力を解除すると伸長状態から元の収縮状態に復元(収縮)する素材を意味し、導電糸とは、金属成分が糸表面に露出した裸素材を意味する。
 一般的に、線状体の電気抵抗率をρとすると、抵抗値R=ρ×(l/A)と表すことができる。つまり、抵抗値Rは、長さlに比例し、断面積Aに反比例する。
 図8(a)に示すように、導電性伸縮糸1が収縮状態にあるときには、被覆部を構成する導電糸10A,10Bが芯部となる弾性糸11の周りに密に巻回された状態となり、隣接する導電糸の表面同士が密に接触することで、上式の長さlが短くなるとともに断面積Aが大きくなり、抵抗値が小さくなる。
 図8(b)に示すように、導電性伸縮糸1が伸長すると、伸張の程度に応じて弾性糸11の径方向及び長さ方向に隣接する導電糸10A,10Bの表面同士が次第に離隔するため、上式の長さlが長くなるとともに断面積Aが小さくなり、抵抗値が次第に大きくなる。従って、伸張の程度が大きくなるほど抵抗値が大きくなる。つまり、カバリング糸の所定長さ当たりの電気抵抗値がカバリング糸の伸長率と相関して変化する可変抵抗特性を示すようになる。
 芯部を構成する弾性糸11として、ポリウレタン系やゴム系のエラストマー材料を単独で用いた弾性糸を採用することができ、「芯」にポリウレタン系やゴム系のエラストマー材料を用い、「カバー」にナイロンやポリエステルを用いたカバリング糸などを採用することも可能である。
 被覆部を構成する導電糸10A,10Bとして、樹脂繊維や天然繊維、或いは金属線等を芯として、この芯に湿式や乾式のコーティング、メッキ、真空成膜、その他の適宜被着法を行って金属成分を被着させた金属被着線(メッキ線)を使用することができる。
 導電糸10A,10Bを構成する糸の芯として、モノフィラメントを採用することも可能であるが、モノフィラメントよりもマルチフィラメントや紡績糸を採用する方が好ましい可変抵抗特性が得られる。更にはポリウレタン繊維のような伸縮性を備えた繊維を用いることも可能である。被覆部としてウーリー加工糸やSCY、DCYなどのカバリング糸、毛羽加工糸などの嵩高加工糸を採用するのがより好ましい可変抵抗特性が得られる。
 芯に被着させる金属成分として、例えばアルミ、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、鉄、銀、金、白金、バナジウム、モリブデン、タングステン、コバルト等の純金属やそれらの合金、ステンレス、真鍮等を使用することができる。
 図9(a),(b)には、導電性伸縮糸1の他の態様が示されている。当該導電性伸縮糸1は、芯部に弾性糸11を用い、芯部を被覆する被覆部に導電糸10を用いたカバリング糸で、導電糸10を用いて芯部を一重に被覆したSCYで構成されている。図9(a)には無負荷時の収縮状態の導電性伸縮糸1が示され、図9(b)には負荷時の伸張状態の導電性伸縮糸1が示されている。
 DCYと同様に、導電糸10として、樹脂繊維や天然繊維、或いは金属線等を芯として、この芯に湿式や乾式のコーティング、メッキ、真空成膜、その他の適宜被着法を行って金属成分を被着させた金属被着線(メッキ線)を使用することができる。
 弾性糸11の伸長の程度によって隣接する導電糸10の接触面積が次第に小さくなるように、導電糸10を構成する糸の芯として、マルチフィラメントや紡績糸を採用するのが好ましく、被覆部としてウーリー加工糸やSCY、DCYなどのカバリング糸、毛羽加工糸などの嵩高加工糸を採用するのがより好ましい。
 図9(a)に示すように、導電性伸縮糸1が収縮状態にあるときには、被覆部を構成する導電糸10が芯部となる弾性糸11の周りに密に巻回された状態となり、隣接する導電糸10の表面同士が密に接触することで、上式の長さlが短くなるとともに断面積Aが大きくなり、抵抗値が小さくなる。
 図9(b)に示すように、導電性伸縮糸1が伸長すると、伸張の程度に応じて弾性糸11の長さ方向に隣接する導電糸10の表面同士が次第に離隔するため、上式の長さlが長くなるとともに断面積Aが小さくなり、抵抗値が次第に大きくなり、伸張の程度が大きくなるほど抵抗値が大きくなる。
 図10には、このような導電性伸縮糸1を用いた導電性伸縮編地2として、平編地が例示されている。導電性伸縮糸1としてSCYとDCYのどちらを用いても良いが、DCYは導電糸10A,10B同士の交差部があり導通が確保できる上に被覆密度が上がりやすく、初期抵抗値を下げる効果が得られるのでより好ましい。
 弾性糸11のドラフト率と導電糸10の撚り数は肌着用に通常用いられるカバリング糸と同程度(例えばドラフト率1.0~5.0倍程度、撚り数50~2000T/m程度)であればよい。
 この例のように、少なくとも一部に導電性伸縮糸1を用いて編成して構成される導電性伸縮編地2であれば、編地の所定長さ当たりの電気抵抗値が編地の伸長率と相関して変化する可変抵抗特性が発現するようになる。
 導電性伸縮編地2を、導電性伸縮糸1を用いて平編で編成する例を説明したが、導電性伸縮編地2の編組織は平編に限るものではなく、伸縮性に富んだゴム編(フライス編)や、両面編(スムース編)を採用してもよく、他の任意の編組織のヨコ編地を採用することも可能である。導電性伸縮編地2として、フライス編を採用する場合には、編地の端縁でカールすることなく安定した平坦な姿勢に維持できる。更に、タテ編地で構成することも可能である。
 長手方向がコース方向に沿う帯状の導電性伸縮編地2、或いは長手方向がウエール方向に沿う帯状の導電性伸縮編地2を構成すれば、長手方向への伸長率に相関を示す抵抗特性を備えた導電性伸縮編地2が得られる。
 サイズの大きなヨコ編地を構成する場合に、コース単位或いは数コース単位で導電性伸縮糸1と絶縁性伸縮糸とを切り替えて編成することにより、導電性伸縮糸1を用いたコース方向で電気抵抗値が編地の伸長率と相関して変化する可変抵抗特性が発現するようになる。絶縁性伸縮糸として、例えばポリウレタン系やゴム系のエラストマー材料を用いた弾性糸を芯糸として絶縁性の糸を被覆したSCYやDCYを用いることができる。
 同様に、サイズの大きなヨコ編地を構成する場合に、コースの一部に導電性伸縮糸1を用い、当該導電性伸縮糸1を用いた部位をウエール方向に沿って編成するように構成すれば、導電性伸縮糸1を用いたウエール方向で電気抵抗値が編地の伸長率と相関して変化する可変抵抗特性が発現するようになる。
 さらに、少なくとも一部に上述の特徴構成を備えた導電性伸縮糸1を用いて織成することにより導電性伸縮布帛を構成することも可能である。縦糸と横糸の何れか一方に導電性伸縮糸を用いて織成した導電性伸縮布帛を伸張すると、導電性伸縮糸の可変抵抗特性に従って抵抗値が変化するようになり、抵抗値を検知することにより布帛の伸長率が把握できるようになる。
 この場合、縦糸と横糸の何れか一方に導電性伸縮糸を複数本連続配置すると、隣接する導電性伸縮糸同士での電気的接触が確保されるので、仮に1本の導電性伸縮糸が破断しても補完されるようになる。
 縦糸と横糸の双方に導電性伸縮糸1を用いて導電性伸縮布帛を構成すると、電気抵抗値が導電性伸縮布帛の縦横二方向のそれぞれの伸長率と相関して変化する可変抵抗特性が発現するようになり、抵抗値を検知することにより布帛の二方向に対応した伸長率が把握できるようになる。
 織組織として、平織、綾織、朱子織の三原組織を採用することができ、これらを元にした変化組織を用いることが可能である。
 本発明による編地や布帛を衣服の一部に用いれば、生地の伸張による抵抗値の変化に基づいて着用者の姿勢変化を検知することができるようになる。衣服を構成する身生地の一部に本発明による編地や布帛を重畳配置するばかりでなく、身生地の一部を本発明による編地や布帛で構成することも可能である。
 衣服以外に、伸縮作動する対象物の伸縮の程度や回数、さらには伸縮周期等を計測するセンサとして活用することができる。
[実施例]
 以下、本発明による編地の可変抵抗特性を確認した実験結果を説明する。
 被覆部となる導電糸10として銀メッキ繊維の30dtexを採用し、芯部となる弾性糸11としてポリウレタン糸の155dtexを採用したDCYを用いてフライス編地を製作し、当該フライス編地を実施例1とする。弾性糸のドラフト率は2.6倍、導電糸の撚り数は477T/Mである。
 導電糸10として銀メッキ繊維の78dtexを2本採用すると共に、弾性糸11としてポリウレタン糸の110dtexを採用して、プレーティング編みでフライス編地を製作し、当該フライス編地を比較例1とする。
 比較例2として、導電糸10として銀メッキ繊維の78dtexを3本採用すると共に、弾性糸11としてポリウレタン糸の110dtexを採用して、プレーティング編みでフライス編地を製作し、当該フライス編地を比較例2とする。
 長辺12cm、短辺2cmの試験片(導電部1cm、両側非導電部0.5cmずつ)を夫々準備し、各試験片の長手方向両端部に、それぞれ1cmのチャック部を設けた。チャック部は、導電糸または弾性糸の抜けを防止するためにポリウレタンホットメルトフィルムを用いて熱ラミネートしたものである。
 各試験片の両端のチャック部を掴むようにして非伸長状態(無負荷)のスパン10cm(伸長率0%)が得られるように試験装置に張り渡し、この張り渡し状態から試験長を10cm~20cmにわたり所定の伸長率で伸長させ、伸長後の各抵抗値を測定した。
 図11には実験結果が示されている。実施例1では、伸長程度に応じて顕著な抵抗の変化が現れ、編地の所定長さ当たりの電気抵抗値が編地の伸長率と相関して変化する可変抵抗特性を備えていることが判明した。
 しかし、比較例1,2では、編地の所定長さ当たりの電気抵抗値と編地の伸長率との間に相関が示されることはなかった。
 <導電性伸縮編地を適用した人体動作検出用装着具>
 上述した導電性伸縮編地(その1)または導電性伸縮編地(その2)を好適に適用した、本発明の第1実施形態に係る人体動作検出用装着具を、以下において説明する。なお、本発明に係る人体動作検出用装着具は、人体の一部に装着して、装着した人体の動作を検出する装着具であって、伸長時と非伸長時とで電気抵抗が変化する特性を備えた導電性伸縮編地と、導電性伸縮編地が取り付けられた、伸縮性を備えた生地とを含み、伸長抵抗が導電性伸縮編地よりも生地のほうが大きいという特徴を備えればよい。ここで、この人体動作検出用装着具は(後述する変形例のように)導電性伸縮編地および生地の少なくともいずれかが、人体の一部に接して装着される身生地に取り付けられていても構わないが(この点ではこの生地はベース生地、中間生地、補強生地とも言える)、以下においては、この生地が人体に接して装着される身生地であるものとして説明する。さらに、本発明に係る人体動作検出用装着具は上述した導電性伸縮編地(その1)を適用したものとして説明するが、導電性伸縮編地(その1)に限定されるものではなく、上述した導電性伸縮編地(その2)やその他伸縮性を有する導電性生地(生地には編地以外を含む)を本発明に係る人体動作検出用装着具に適用したものであっても構わない。
 本発明の第1実施形態に係る人体動作検出用装着具は、人体の一部に装着して、装着した人体の動作を検出する装着具として機能する。このような人体動作検出用装着具としては、図12(a)に示す上半身用衣類110、下半身用衣類120、図12(b)に示す、肩用着用具の一例である肩用サポータ130、肘用着用具の一例である肘用サポータ140、手袋150、膝用着用具の一例である膝用サポータ160、靴下170等がある。いずれの人体動作検出用装着具においても、少なくとも1つの関節や背中などの屈曲可能な部位が含まれるように、人体の一部を覆う衣類または人体の一部に装着する装着具の形状を備える。より詳しくは、関節等の曲げ伸ばしにより、人体動作検出用装着具を構成する上述した導電性伸縮編地の電気的特性が、変化するように装着具が構成されている。ここで、“電気的特性の変化”とは、“電気抵抗の変化”や“静電容量の変化”を含む概念であり、人体動作検出用装着具を構成する導電性伸縮編地については、伸長時と非伸長時とで電気抵抗値が変化するように構成されるが、このような構成に限定されず、本願の開示に従って静電容量の変化を検出する方式に置換することができる。
 なお、本発明の第1実施形態に係る人体動作検出用装着具を長時間着用して人体動作(たとえば数時間のスクワット動作)を検出する場合もあるので、身生地の生地種(ウレタン等の弾性素材を含む生地等)、身生地および導電性伸縮編地の伸長抵抗ならびにその伸長抵抗の差が、適宜選択されて、後述するセンサ200が取り付けられていない装着具または衣類と比較して、着用者にとって違和感がないまたは違和感が少ない程度の着心地および/または着用感(フィット性、タック性、ストレッチ性、着用圧等)を実現している。
 さらに詳しくは、図13(a)および図13(b)に示すように、上半身用衣類110の身生地112には、導電性伸縮編地(その1)または導電性伸縮編地(その2)を適用したセンサ200が取り付けられている。上半身用衣類110が肌着等であっても構わず、その場合には身生地112は薄手の伸縮性編地(メリヤス編地)等である。図13(a)は正面図(腹側)であって図13(b)は背面図(背中側)であって、センサ200は身生地112の肌接触面であって背中側に取り付けられているため、図13(a)では身生地112を一部破断した部分にセンサ200が表され、図13(b)では隠れ線(点線)でセンサ200が表されている。ここで、この上半身用衣類110により覆われる人体の部位としては、少なくとも1つの関節(ここでは両肩部の関節および両肘部の関節の4つの関節)が含まれ、それらに対応して複数の部位にセンサ200が取り付けられている。
 なお、人体動作検出用装着具により覆われる関節等の個数および種類(特に関節等の自由度)、検出したい動作の種類(関節より人体末端側で実現される人体動作の種類)等により、身生地112に対するセンサ200の長手方向、人体の動作を判定する制御部における処理等が適宜選択される。このため、たとえば肩関節については2以上の自由度を備えるために図13において肩部に取り付けられたセンサ200の長手方向は一例でしかない。また、上述した図12および図13の説明においては、本発明に係る人体動作検出用装着具を、人が着用する観点において衣類と記載している。この点で、本発明に係る人体動作検出用装着具には人が着用する衣類が含まれる。
 以下においては、さらに具体的に、本発明の第1実施形態に係る人体動作検出用装着具の一例である本発明の実施の形態に係る膝用サポータ160について説明する。図12および図14に示すように、この膝用サポータ160は、下肢の膝部分を必ず含むように着用される膝用のサポータ(サポータは一例であって伸縮性を備える生地(身生地)であれば肌着等の薄手の生地等であっても構わない)にセンサ200が(より詳しくは図15に示すように膝用サポータ160の身生地162の裏面側に)取り付けられている。ここで、図14(a)に示す膝の非屈伸時(膝関節が伸びている時)には導電性伸縮編地21が非伸長状態であって、図14(b)に示す膝の屈伸時(膝関節が曲がっている時)には導電性伸縮編地21が伸長状態である。そして、後述する制御部(コントローラ)300に含まれる検出回路340は、導電性伸縮編地21が非伸長時から伸長時に変化することに伴う人体の第1の動作(図14(a)に示す状態から図14(b)に示す状態へ遷移する動作)を判定したり、この第1の動作の逆の動作であって導電性伸縮編地が伸長時から非伸長時に変化することに伴う人体の第2の動作(図14(b)に示す状態から図14(a)に示す状態へ遷移する動作)を判定したりする。
 図14および図15に示すように、センサ200は、上述した伸長状態と非伸張状態とで電気抵抗が変化する導電性伸縮編地210(導電性伸縮編地21)を含むセンサ本体220と、センサ本体220の一端(ここでは着用時における上側)に設けられ2本の導電性伸縮編地210のそれぞれに電気的に接続された2個の信号取り出し部250と、信号取り出し部250を身生地162に取り付けるための補強布260とで構成されている。センサ本体220は、図3に示した導電パーツ22において2本の導電性伸縮編地21(導電性伸縮編地210)を平行に編成するとともに、平行に編成された2本の導電性伸縮編地210を電気的に絶縁するための3本の非導電部230が平行に編成され、2本の導電性伸縮編地210の一端(ここでは着用時における下側)において短絡部240により2本の導電性伸縮編地210を電気的に短絡させて、2本の導電性伸縮編地210の一端(ここでは着用時における上側)において、導電性伸縮編地210のそれぞれに信号取り出し部250が電気的に接続されている。
 この信号取り出し部250は、制御部300の信号接続部350に電気的に接続される。ここでは、この膝用サポータ160を着用するときに(コントロールボックス(小箱)に収納された)制御部300が邪魔にならないように、信号取り出し部250および信号接続部350として、金属製のスナップボタンのオス側(オススナップ)およびメス側(メススナップ)で一対の金属製のスナップボタンのいずれか一方側が取り付けられており(スナップボタンのオス側とメス側とは逆でも構わない)、この膝用サポータ160を着用した後に制御部300をセンサ200に取り付ける。
 ここで、スナップボタンとは、オス側のゲンコ(凸)側とメス側のバネ(凹)側とで構成される衣料等に用いられる保持具(いわゆるボタン)であって、弾性部材(ここではバネ)を含む凹部とその凹部へ嵌合され弾性部材により嵌合状態が保持される凸部とを備えた嵌合部材であれば、スナップボタンに限定されるものではない。さらに、このようなスナップボタンおよび上述した嵌合部材に限定されるものではなく、信号検出時に検出可能に保持できて信号非検出時に容易に取り外しできる面ファスナー等であっても構わない。
 このように構成されているので、図16に示す検出回路340のように、基準抵抗Rを設け、その基準抵抗R、および、信号接続部350を経由して信号取り出し部250、に所定の電圧を印加しておいて、導電性伸縮編地21の電気抵抗が変化することによりこの信号取り出し部250間の端子電圧が変化する。その端子電圧の変化を制御部300の検出回路340を経由して演算ユニット(マイコン)310で検出することにより、導電性伸縮編地21の伸長状態および非伸張状態を検出することができる。なお、導電性伸縮編地21の伸長状態および非伸張状態を検出することができる回路であれば、図16に示す基準抵抗を備えた検出回路340に限定されるものではなく、たとえば、ブリッジ回路であっても構わない。
 図16に示すように、この制御部300は、上述した検出回路340、検出結果を送信する無線通信ユニット320、および、これらのユニットを制御する演算ユニット310を含み、さらに、これらに電力を供給する電源ユニット(たとえばリチウムイオン充電池)330を備える。なお、この図16に示す制御部300の制御ブロック図は、必要最小限の構成を表しているに過ぎない。
 このような構成を備えた本発明の第1実施形態に係る人体動作検出用装着具の一例である本実施の形態に係る膝用サポータ160においては(図12および図13に示した他の人体動作検出用装着具でも同じ)、伸長時と非伸長時とで電気抵抗が変化する特性を備えた導電性伸縮編地21を含むセンサ本体220が、伸縮性を備えた身生地162に接着されて取り付けられている。接着は、作業性等から熱接着性または熱融着性の接着材料を用いることが好ましいが、これに限定されず、導電性伸縮編地21を含むセンサ本体220が身生地162に、他の接着材料により接着されて取り付けられていても、糸で縫い合わせられて(縫着されて)取り付けられていても、構わない。この場合において、伸長抵抗が導電性伸縮編地21よりも身生地162のほうが大きいという特徴を備える。膝用サポータ160の実施例として、着用時の縦方向への30%伸長時の定伸長荷重が53.0Nのダブルラッセル編(経編)地からなる身生地162に、着用時の縦方向(長手方向)への30%伸長時の定伸長荷重が44.2Nのセンサ本体220を、ウレタン樹脂系の熱接着剤で接着した。センサ本体220は上述した導電性伸縮編地(その2)を採用して、導電性伸縮編地210として、155dtexのポリウレタン弾性糸を芯糸とし、30dtexの銀メッキ繊維で被覆したDCYを用い、非導電部230として、100dtexのポリエステル糸と155dtexのポリウレタン弾性糸(インレイにより挿入)を用いたフライス編により、幅8mmのセンサ本体220を製作した。定伸長荷重は、上記センサ本体220と、身生地162の幅8mm生地片を、間隔100cmでチャックし、島津製作所株式会社製オートグラフ装置(型番AGS-J)を用いてJIS L1096 E法に準拠して測定した。
 このように、伸長抵抗が導電性伸縮編地21よりも身生地162のほうが大きいという特徴を備えるために、すなわち、導電性伸縮編地21のほうが身生地162よりも容易に伸長するために(導電性伸縮編地21のほうが伸びやすく縮みにくく、身生地162のほうが伸びにくく縮みやすいために)、
・非伸張時から伸張時における遷移時(曲げていなかった膝を曲げるとき)に膝が曲げられてその動作により導電性伸縮編地21が身生地162よりも弱い力で伸びるので(先に導電性伸縮編地21が伸びるので)、応答性良く導電性伸縮編地21を伸ばすことができ、
・伸張時から非伸張時における遷移時(曲げていた膝を伸ばすとき)に膝が伸ばされてその動作により導電性伸縮編地21が応答性良く縮んで欲しい場合に、伸びやすいが縮みにくい導電性伸縮編地21が身生地162のより強い収縮力(伸ばしにくく縮みやすい)によりサポートされて応答性良く縮ませることができる。
 これが、仮に逆であるとすると(伸長抵抗が導電性伸縮編地21よりも身生地162のほうが小さいとすると)、すなわち、身生地162のほうが導電性伸縮編地21よりも容易に伸長するために(身生地162のほうが伸びやすく縮みにくく、導電性伸縮編地21のほうが伸びにくく縮みやすいために)、
・非伸張時から伸張時における遷移時(曲げていなかった膝を曲げるとき)に膝が曲げられてその動作により身生地162が導電性伸縮編地21よりも弱い力で伸びるので(先に身生地162が伸びるので)、身生地162が伸びても導電性伸縮編地21が伸びず、導電性伸縮編地21の応答性が悪くなる。
 特に、繰り返される屈伸動作(この膝用サポータ160を着用して行うスクワット動作等)を検出する場合には、このような応答性の悪さにより、屈伸回数を正しくカウントすることができない可能性が高くなるので好ましくない。
 さらに、このような繰り返される屈伸動作を検出する場合については、以下の問題が生じる。導電性伸縮編地21および身生地162を含む編地は(さらに一般的に繊維は)、伸ばしやすく縮みにくいヒステリシス性を備える。上述のように、仮に逆であって膝の曲げ伸ばしを繰り返す場合(伸長抵抗が導電性伸縮編地21よりも身生地162のほうが小さく膝を繰り返し屈伸する動作を検出する場合)、曲げていなかった(伸ばしていた)膝を曲げると編地で形成された導電性伸縮編地21が伸長して抵抗値が大きく変化した後(伸ばしやすいので抵抗値が大きく変化しやすい)、曲げていた膝を伸ばすと徐々に抵抗値が戻っていくため、もとの姿勢(膝が伸びている姿勢)に戻す時の時間変化が(逆の動作に比べて)あまり大きくないという現象が発生する。このような場合には、定常状態(膝を伸ばした状態)→伸長状態(膝を曲げた状態)→定常状態(膝を伸ばした状態)と変化させた場合に、上述したヒステリシス性の影響を大きく受けてしまう。この影響を排除するために、たとえば、膝が曲げられたと判定するための第1のしきい値を大きく(感度低く)設定し、膝が伸ばされたと判定するための第2のしきい値を小さく(感度高く)設定する必要がある。すなわち、伸長抵抗が導電性伸縮編地21>身生地162である場合、膝を曲げた瞬間は大きく抵抗値が変化するのに対して、膝を伸ばす瞬間は(主として)導電性伸縮編地21自体の伸縮力で縮むために(伸長抵抗が導電性伸縮編地21>身生地162であるので)抵抗値が徐々に戻っていく。このため、曲げていた膝を伸ばすときの抵抗変化は、伸ばしていた膝を曲げるときの抵抗変化よりも、小さくなっていると考えられ、膝を曲げたときの変化をとるためには上述のような2種類のしきい値を用いる必要が生じる。
 これに対して、本実施の形態に係る膝用サポータ160は、上述したような伸長抵抗が導電性伸縮編地21よりも身生地162のほうが大きいという特徴を備えるために、膝の曲げ伸ばしを繰り返しても、伸長抵抗が導電性伸縮編地21よりも身生地162のほうが大きいために(膝を曲げた瞬間は大きく抵抗値が変化するのに対して(これについては同じ))、膝を伸ばす瞬間は導電性伸縮編地21自体の伸縮力ではなく伸縮力の大きい身生地162の伸縮力で速やかに導電性伸縮編地21も縮むために(伸長抵抗が導電性伸縮編地21<身生地162であるので)抵抗値が速やかに戻り、また膝を曲げている間の抵抗変化も少ない。このため、曲げていた膝を伸ばすときの抵抗変化も、伸ばしていた膝を曲げるときの抵抗変化も、同等となっていると考えられ、2種類のしきい値を用いる必要が生じない。
 上述したような伸長抵抗が導電性伸縮編地21よりも身生地162のほうが大きいという特徴を備えた本実施の形態に係る膝用サポータ160について、さらに具体的に説明する。この膝用サポータ160は、導電性伸縮編地21に電気的に接続され(より詳しくは信号取り出し部250と信号接続部350とが電気的に接続され)、図16に示す検出回路340により導電性伸縮編地21の電気抵抗の変化を検出して人体の動作を判定する制御部300をさらに備える点については、上述した通りである。この制御部300の演算ユニット310には、導電性伸縮編地21が非伸長時から伸長時に変化することに伴う人体の第1の動作(曲げていなかった膝を曲げる動作)を判定するために電気抵抗の変化を判定する第1の基準と、第1の動作の逆の動作であって導電性伸縮編地21が伸長時から非伸長時に変化することに伴う人体の第2の動作(曲げていた膝を伸ばすとき)を判定するために電気抵抗の変化を判定する第2の基準とが設定されている。ここで、第1の基準および第2の基準とは、検出した電圧値に対するしきい値(結果的には電気抵抗に対するしきい値)であって、これらの第1の基準と第2の基準とを、同等に設定することができる。
 すなわち、曲げていなかった膝を曲げる第1の動作においては導電性伸縮編地21の電気抵抗が増加して検出される信号取り出し部250端子間電圧が低下する場合に、どの程度まで電圧値が低下したら膝が曲げられたと判定するのかについて第1のしきい値が設定され、曲げていた膝を伸ばす第2の動作においては導電性伸縮編地21の電気抵抗が減少して検出される信号取り出し部250端子間電圧が上昇する場合に、どの程度まで電圧値が上昇したら膝が伸ばされたと判定するのかについて第2のしきい値が設定されている。そして、導電性伸縮編地21および身生地162を含む編地のヒステリシス性があるものの(導電性伸縮編地21自体の電気抵抗は増加しやすく減少しにくいので信号取り出し部250端子間電圧が低下しやすく上昇しにくいものの)、本実施の形態に係る膝用サポータ160は、上述したような伸長抵抗が導電性伸縮編地21よりも身生地162のほうが大きいという特徴を備えるために、上述したように、曲げていた膝を伸ばすときの抵抗変化と伸ばしていた膝を曲げるときの抵抗変化とが同程度となり、第1のしきい値と第2のしきい値とを同等に設定することができる(図17における水平方向の白抜き両矢印)。ここで、同等とは、しきい値が等しい場合を含み、第1のしきい値に対して第2のしきい
値を異なる値に設定する必要がないことを意味する。なお、本願の膝用サポータ160の屈伸動作を検出するにあたり、第1のしきい値と第2のしきい値を異なる値に設定してもかまわない。
 図17に、本実施の形態に係る膝用サポータ160の信号取り出し部250端子間電圧の検出結果を示す。図17は、膝用サポータ160を膝部に装着したユーザが繰り返し膝の屈伸運動を実施した場合の信号取り出し部250端子間電圧の時間的変化を示している。なお、図17は検出データに所望のフィルタ処理(ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ等の処理)を行った後のデータである。このような信号に対して、第1のしきい値を超えて電圧値が低下すると(図17における下方向の白抜き矢印)伸ばされていた膝が曲げられたと判定して、第2のしきい値を超えて低下していた電圧値が上昇すると(図17における上方向の白抜き矢印)曲げられていた膝が伸ばされたと判定する。このように処理することにより、膝が曲げられたと判定された後に膝が伸ばされたと判定されると、曲げて伸ばす動作である屈伸動作が1回とカウントされる。なお、第1のしきい値(およびこれと同等の第2のしきい値)は、図17に上下方向両矢印で示すように、定常状態(膝が伸びている状態)を基準として設定される。
 以上のようにして、伸縮性及び柔軟性が豊富で伸長を繰り返した際の復元性をも備えた編地でありながら、伸長時と非伸長時とで電気抵抗が変化する特性を備え、更には通気性や透湿性、吸水性などを得ることも可能である導電性伸縮編地を好適に適用した一例としての人体動作検出用装着具を実現することができ、人体の関節等を含む部位における人体動作を精度高く検出することができる。
 なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。たとえば、以下のような変形例が考えられる。
 <変形例>
 上述した実施の形態においては、伸長時と非伸長時とで電気抵抗が変化する特性を備えた導電性伸縮編地と、導電性伸縮編地が取り付けられた、伸縮性を備えた生地とを含む人体動作検出用装着具の一例として、この人体動作検出用装着具を構成する生地が人体に接して装着される身生地であるとものとして説明した。変形例としては、導電性伸縮編地および生地の少なくともいずれかが、人体の一部に接して装着される身生地に取り付けられている人体動作検出用装着具が考えられる。
 このような変形例に係る人体動作検出用装着具としては、導電性伸縮編地と生地(この変形例においては中間生地と記載する)と身生地(人体に接する生地)の3層で形成され、以下のように層順により規定される3つの変形例がある。
・第1の変形例:導電性伸縮編地(伸縮抵抗:中)、中間生地(伸縮抵抗:大)、身生地(伸縮抵抗:小)
・第2の変形例:導電性伸縮編地(伸縮抵抗:中)、身生地(伸縮抵抗:小)、中間生地(伸縮抵抗:大)
・第3の変形例:中間生地(伸縮抵抗:大)、導電性伸縮編地(伸縮抵抗:中)、身生地(伸縮抵抗:小)
 さらに、2層で形成される変形例として、以下の1つの変形例がある。
・第4の変形例:導電性伸縮編地(伸縮抵抗:中)、中間生地(伸縮抵抗:大)と身生地(伸縮抵抗:小)とが同層(たとえば、伸縮抵抗の小さい身生地の一部に、伸縮抵抗の大きな中間生地に対応する編み組織を編成)
 なお、いずれの変形例も、肌が当接するのは、導電性伸縮編地、中間生地、身生地のいずれもあっても構わない(上述した実施の形態においても同様に肌に当接する面がいずれかの生地または編地に限定されるものではない)。さらに、2層または3層に限定されるものではなく、さらに別の層を備えていても構わない。
 その他、第1実施形態に係る人体動作検出用装着具の発明の効果を奏する範囲であれば、伸縮性を備えた生地が部分的に導電性伸縮編地の伸長抵抗よりも小さくなってもよい。例えば、膝用サポータ160において、屈伸動作がし易いように膝頭部分のみを伸長抵抗の小さい生地で形成してもよい。
 第1実施形態に係る人体動作検出用装着具の発明は、伸縮性及び柔軟性が豊富で伸長を繰り返した際の復元性をも備えた編地でありながら、伸長時と非伸長時とで電気抵抗が変化する特性を備え、更には通気性や透湿性、吸水性などを得ることも可能である導電性伸縮編地を好適に適用した一例としての人体動作検出用装着具に好ましく、人体の関節等を含む部位における人体動作を精度高く検出できる点で特に好ましい。
[人体動作検出用装着具に関する第2実施形態]
 次に、本発明に係る人体動作検出用装着具の第2実施形態の一例について、図面に基づき説明する。なお、図面においては、構成の理解を容易ならしめるために部分的に拡大・縮小している。この第2実施形態に係る人体動作検出用装着具は、人が下半身に着用する下衣として構成されるものであり、着用者の呼吸情報(例えば、呼吸の有無、呼吸サイクル等)や、心拍情報、温度情報といった生体情報を取得するものである。また、この第2実施形態に係る人体動作検出用装着具は、着用者が簡単に脱いでしまうことを効果的に抑制して生体情報を精度よく取得することを目的の一つとするものである。
この人体動作検出用装着具(下衣)3は、図18に示す概略構成図に示すように、下衣本体31と、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する動作検出センサ部33と、心拍検出センサ34、端子部35とを備えている。なお、上記“電気的特性の変化”とは、“電気抵抗の変化”や“静電容量の変化”を含む概念であり、以下、人体動作検出用装着具(下衣)3が有する動作検出センサ部33については、伸長時と非伸長時とで電気抵抗値が変化する構成を主に例にとり説明するが、このような構成に限定されず、本願の開示に従って静電容量の変化を検出する方式に置換することができる。
 下衣本体31は、非導電性繊維によって構成される伸縮性のある衣類が好ましく、その具体例としては、例えば、パンツ、スパッツ、タイツ、ガードル、ステテコ、パジャマのズボン等を挙げることができる。この下衣本体31は、その腰回りにずり落ち防止用のウエストバンド部32を備えて構成されている。下衣本体31は、生体情報を精度よく検出するという観点から、特に、パンツやスパッツ、タイツ、ガードルといった肌に密着する肌着構成を採用することが好ましい。なお、図18に示す下衣本体31は、パンツとして構成している。
 下衣本体31を形成する非導電性繊維としては、特に限定されないが、綿、麻、絹、毛等の天然繊維や、キュプラ、ビスコースレーヨン等の再生セルロース繊維である半合成繊維、或いは、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等の合成繊維を例示することができる。また、これら天然繊維、半合成繊維、合成繊維を適宜組み合わせた繊維等も非導電性繊維として採用することができる。なお、下衣本体31を形成する非導電性繊維としては、伸縮性を有する繊維を用いるのは好ましいが、編組織を形成することにより伸縮性が発現するため、伸縮性に乏しい繊維を用いることもできる。また、下衣本体31に伸縮性を持たせるためには、例えば、上記の非導電性繊維を、ゴム編み(フライス編み、リブ編み)、スムース編み、パール編、天竺編み(平編み)等(以下ゴム編み等ともいう。)の編み方によって下衣本体31を形成すればよい。なお、ウエストバンド部32を除く下衣本体31は、伸縮性を有するものに限らず、伸縮性のない(または伸縮性が低い)構成として形成してもよい。
 動作検出センサ部33は、本発明の第2実施形態に係る人体動作検出用装着具(下衣)3の着用者の呼吸に関する情報(例えば、呼吸の有無、呼吸サイクル等)を検出するための検出手段として構成されており、伸縮によって電気抵抗値が変化する特性を有している。つまり、着用者の呼吸動作による体格変動に伴う伸縮を通じてセンサの断面積または長さが変化することによって電気抵抗値が変化し、この変化した電気抵抗値を検出することにより、着用者の呼吸動作による腹回り(胴回り)の周長の物理的変化を直接検知することができ、着用者が呼吸をしているか否か、呼吸サイクルが速いか遅いかといった情報を取得することができる。この呼吸情報を検出する動作検出センサ部33は、着用者の呼吸動作によって伸縮が大きくなる箇所に配置されるのが好ましいため、下衣本体31の腹部に配設することが好ましい。動作検出センサ部33としては、伸縮によって電気抵抗値が変化する構成のものであれば特に限定されないが、例えば、導電性繊維(導電糸)をゴム編み等することにより伸縮性を持たせた帯状のものや、導電性ポリマー素材を帯状に形成したものを好適に用いることができる。また、ウレタンゴムシートの表面に電極を印刷したものを下衣本体31表面に転写することにより動作検出センサ部33を構成することもできる。
 動作検出センサ部33の構造についての具体例としては、上述の第1実施形態において説明した図1や図2に示すような編組織構成のものを好適に採用することができる。
 また、動作検出センサ部33は、長手方向がコース方向に沿うように帯状に形成されている。尚、長手方向に直交する幅方向の全域が導電糸10による平編地で構成されている必要はなく、少なくとも幅方向中央部のみが導電糸10による平編地で構成され、両側部が絶縁糸による平編地で構成されていてもよい。
 また、上述の第1実施形態において説明した図8(a),図9(a)に示すように、動作検出センサ部33として、弾性糸11を芯部として、導電糸10を一重に被覆したSCYまたは二重に被覆したDCYとしたカバリング糸により編成された生地を用いることも可能である。
 このようなカバリング糸を用いた場合、例えば、図9(b)に示すように、生地の伸長時に、弾性糸11そのものが伸長することにより巻き付けられた導電糸10の隙間が広がり、隣り合ったコース同士での導電糸の接点が減少することにより抵抗値が変化する。
 本実施形態においては、帯状に構成された動作検出センサ部33を、下衣本体31が備えるウエストバンド部32の周方向に沿って(腹回りに沿って)、下衣本体31の腹側に配置している。なお、この帯状の構成された動作検出センサ部33は、その長手方向に沿って伸縮して電気抵抗値が変化するように構成されている。腹側に配置される動作検出センサ部33の具体的な設置位置については、特に限定されず、例えば、ウエストバンド部32の表面側、若しくは、裏面側に設置してウエストバンド部32と一体的に構成してもよく、或いは、ウエストバンド部32の直下において、このウエストバンド部32に平行となるように設置してもよい。動作検出センサ部33の配置位置は、下衣本体31の腹側に限定されず、例えば、下衣本体31の背側に動作検出センサ部33を配置してもよく、或いは、腹側及び背側に亘って配置してもよい。或いは、胴回りの全周に対応する下衣本体31の領域に動作検出センサ部33を配置してもよい。なお、呼吸情報や心拍情報をより正確に検出するためには、センサを生地の伸縮性に基づく緊締力で体の定位置、肌側方向に付勢し、好ましくは密着させることが望まれる。シャツなどの上衣の形態の場合、特に就寝中などリラックス状態が望まれる生活シーンにおいて、緊締力によるセンサや生地の密着状態は快適性を損なう可能性がある。それに対して下衣におけるウエストバンド部、股ぐり、又は脚ぐりのような、下衣の通常の設計において緊締力や密着性が付与される部分にセンサを配置すれば、着用者の快適性を損なわず、違和感なく必要な情報をより正確に検出し取得することができ好ましい。また、下衣本体31には、動作検出センサ部33と電気的に接続され端子部35に集約される配線(図示せず)が形成されている。この配線は、例えば、下衣本体31上に導電性インクを印刷して形成してもよく、或いは、導電性繊維を下衣本体31に対して編み込むことにより形成してもよい。
 また、心拍検出センサ34は、人体動作検出用装着具(下衣)3の着用者の心拍情報を検出するための検出手段である。心拍検出センサ34は、一対の電極34a,34bを備えて構成されており、各電極34a,34bの電位差から心拍信号を検出するセンサである。心拍検出センサ34を構成する各電極34a,34bは、図18に示すように、各太ももの付け根あたりに対応する領域にそれぞれ配置されている。また、各電極34a,34bは、着用者の肌に密着させて配置されることが好ましいため、着用者の肌に密着する下衣本体31の内側に配置することが好ましい。なお、心拍検出センサ34を構成する各電極34a,34bの配置位置は特に限定されず、下衣本体31の腹部や、ウエストバンド部32に配置してもよい。腹部やウエストバンド部32に各電極34a,34bを配置する場合、各電極34a,34bを左右の腰近傍部分にそれぞれ配置することが好ましい。また、心拍信号の検出精度を高めるために、例えば、腹部領域に第3の電極(中間極)を設けるようにしてもよい。また、下衣本体31には、心拍検出センサ34の各電極34a,34bに電気的に接続され端子部35に集約される配線(図示せず)が形成されている。この配線は、例えば、下衣本体31上に導電性インクを印刷して形成してもよく、或いは、導電性繊維を下衣本体31に対して編み込むことにより形成してもよい。
 端子部35は、動作検出センサ部33、心拍検出センサ34にそれぞれ接続される各配線が集約される領域であり、この端子部35に接続されるコネクタ部36を介して、呼吸情報信号や心拍信号を外部の処理装置に出力される。なお、端子部35の配置位置は特に限定されないが、図18の構成においては、下衣本体31の腹部領域に形成するように構成されている。
 コネクタ部36は、図19の概略平面図に示すように、シート状の回路基板361上に配置される温度検出センサ362、位置情報検出センサ363、呼吸情報検出用回路364、心拍検出用回路365、通信回路366、バッテリー367及び制御部368を備えて構成されている。回路基板361は、ガラス・エポキシ、ガラス・コンポジットなどの汎用的な基板を用いることができる。回路基板361はABSなどの樹脂製のケースに入れることが好ましい。
 温度検出センサ362は、人体動作検出用装着具(下衣)3の着用者の体温や、着用者の周辺雰囲気温度(環境温度)を検出するための検出手段である。温度検出センサ362としては、従来からある様々なセンサ、例えばサーミスタ等各種センサを採用することができる。
 位置情報検出センサ363は、人体動作検出用装着具(下衣)3の着用者の位置を検出するための検出手段であり、GPSセンサやビーコンセンサを例示することができる。
 呼吸情報検出用回路364は、動作検出センサ部33と電気的に接続されており、動作検出センサ部33の伸縮に伴う抵抗値の変化を検出するための回路である。また、心拍検出用回路365は、心拍検出センサと電気的に接続されており、心拍検出センサが検出する電気信号を検出するための回路である。
 通信回路366は、スマートホン等の携帯端末やパーソナルコンピューターといった外部の処理装置に対して、取得された呼吸情報信号や心拍信号、温度情報を送信する機能を有する回路である。なお、外部の処理装置と通信回路366との接続は、無線接続の他、有線接続を採用してもよい。また、バッテリー367は、各種センサや通信回路366等の電源であり、例えば、リチウムポリマー電池などのリチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、レドックスキャパシタ等を用いることができる。
 制御部368は、温度検出センサ362、位置情報検出センサ363、呼吸情報検出用回路364、心拍検出用回路365、通信回路366及びバッテリー367に電気的に接続しており、各種センサや通信回路366の作動をコントロールすると共に、各種センサから取得された信号を処理する機能を有している。
 また、端子部35とコネクタ部36との接続方法は、特に限定されないが、例えば、図20(a)の概略構成断面図に示すように、導電性材料からなるスナップボタン37を介して接続することができる。このような構成の場合、動作検出センサ部33や心拍検出センサ34に接続される配線の端部を雄型スナップボタン371に接続するように構成し、更に、コネクタ部36における呼吸情報検出用回路364及び心拍検出用回路365を雌型スナップボタン372に電気的に接続するように構成することにより、動作検出センサ部33や心拍検出センサ34が取得した各信号を、コネクタ部367における呼吸情報検出用回路364や心拍検出用回路365に入力することが可能となり、制御部368や通信回路366を介して、外部の処理装置に各センサ取得信号を出力することができる。また、このような構成を採用することにより、端子部35及びコネクタ部36の構造を簡略化することができる。また、温度検出センサ362や位置情報検出センサ363等が配置される回路基板361をケースに収納する場合には、図20(b)に示すように、回路基板361上にスナップボタン372を設け、該スナップボタン372がケース369から露出するように構成してもよく、或いは、図20(c)に示すように、スナップボタン372をケース369上に配置し、回路基板361とはリード線R等で電気的に接続しても良い。また、ケースを隠せるポケット、布カバーを設けてもよい。このようなポケットや布カバーを設けることにより、端子部35に接続されるコネクタ部36に手指が引っ掛かって、予期せずコネクタ部36が脱落してしまうことを効果的に防止することができる。また、認知症患者が、下衣本体31に接続しているコネクタ部36に気付きにくくすることができ、コネクタ部36を取り外してしまうことを効果的に抑制することができる。また、回路基板361は機能単位で分割し、分割した回路基板同士をフレキシブルなケーブル等で接続するようにしても良い。
 なお、本実施形態においては、上記コネクタ部36が、温度検出センサ362及び位置情報検出センサ363を備える構成を採用しているが、このような構成に特に限定されず、本発明に係る人体動作検出用装着具(下衣)3の下衣本体31上に、温度検出センサ362や位置情報検出センサ363を直接配置してもよい。例えば、下衣本体31における腰部に対応する領域に配置してもよい。
 上述したように、本発明の第2実施形態に係る人体動作検出用装着具3は、呼吸情報等の生体情報を取得する衣服として、パンツ、スパッツ、タイツ等といった下衣構成を採用している。ここで、例えば、生体情報取得用のセンサをTシャツに設けた場合(上衣タイプの場合)着用者が就寝中のときに無意識に当該上衣を脱いでしまうという問題があり、また、着用者が認知症患者である場合、就寝中か否かに関わらず意識せずに脱いでしまうという問題があった。このように、所定のセンサが設けられたTシャツが脱がれてしまうと、着用者の呼吸動作による体格変動に伴うセンサの伸縮を検出できなくなる結果、何らかの異常が着用者に発生したものであると認識されてしまう。つまり、着用者が本当に助けを必要としている状況なのか、或いは、特に問題が発生しているわけではない状況なのかを判別できなくなってしまう。しかしながら、就寝中であっても、また、認知症患者であっても、パンツ、スパッツ、タイツ等の下衣を無意識に脱いでしまう可能性は、上衣に比較して格段に低いと考えられる。したがって、本発明の第2実施形態に係る人体動作検出用装着具(下衣)3を着用した場合、着用者が当該下衣を脱いでしまい、呼吸情報等の生体情報の取得ができなくなってしまうという事態が発生することを格段に低減させることが可能となる。
 また、特に、パンツ、スパッツ、タイツ、ガードルといった肌に密着する肌着を下衣本体31として人体動作検出用装着具を構成する場合、これらは、通常、ズボンやスカートの内側に着用されるものであることから、着用者が無意識に下衣を脱ぐとしても、脱いでしまうのはズボンやスカートに留まり、肌着まで脱いでしまう可能性はより一層低くなり、呼吸情報等の生体情報の取得ができなくなってしまうという事態が発生することをより一層格段に低減させることが可能となる。
 また、上記実施形態において、動作検出センサ部33をウエストバンド部32の表面側若しくは裏面側に設置して、動作検出センサ部33とウエストバンド部32とが一体的になるように構成する場合、ウエストバンド部32に対して、着用者の下半身から下衣本体31がずり落ちることを防止するという機能に加えて、呼吸情報を取得できるという機能を直接的に付与することができる。また、動作検出センサ部33をウエストバンド部32に配置することにより、ウエストバンド部32以外の下衣本体31の領域に対するデザイン上の自由度を向上させることができ、また、外観上の審美性を向上させることができる。
 また、上記実施形態に係る人体動作検出用装着具(下衣)3は、心拍検出センサ34を備えているため、着用者の心臓の働きを確認することができ、心臓に負担がかかった状態であるか否かを認識することができる。また、温度検出センサ362を備えているため、着用者が酷暑にさらされている状態であるか否か、熱中症のおそれがある状態であるか否か等を認識することが可能となる。また、位置情報検出センサ363を備えているため、着用者がどこにいるのかを認識することができ、特に、着用者が認知症患者である場合に、徘徊しているか否かを確認することができ、又は、徘徊している場所を特定することが可能となる。
 以上、本発明の第2実施形態に係る人体動作検出用装着具について説明したが、人体動作検出用装着具(下衣)3の具体的構成は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記第2実施形態において、湿度検出センサや筋電検出センサ等を別途備えるように構成してもよい。湿度検出センサとしては、例えば、抵抗変化型、静電変化型等種々のものを採用することができる。また、筋電検出センサは、例えば、一対の電極を備え、各電極の電位差から筋電信号を検出するセンサであり、各電極は、測定したい筋肉に沿った下衣本体31の所定の2カ所に、導電性繊維を編み込むことにより形成することができる。なお、これら湿度検出センサや筋電検出センサの配置位置は特に限定されず、その目的に応じて適宜設定すればよい。また、例えば、LEDとフォトダイオードとの組み合わせによって構成されている光方式のセンサを大腿部付近に配置し、LEDからの赤外光を生体に入射し反射光をフォトダイオードで受光することで脈波を検知するようにしても良い。
 また、上記第2実施形態においては、動作検出センサ部33は帯状に形成されているが、このような形態に限定されず、着用者の呼吸動作を検出することができる限りにおいて、どのような形態を採用してもよい。
 また、上記第2実施形態においては、動作検出センサ部33を帯状の形態に形成し、下衣本体31が備えるウエストバンド部32の周方向に沿って配置するようにして構成しているが、例えば、導電性繊維をウエストバンド部32に対して編み込むことにより、動作検出センサ部33をウエストバンド部32と一体化して構成してもよい。このような構成を採用することにより、ウエストバンド部32と動作検出センサ部33との一体性がより一層向上し、呼吸情報の取得を精度よく行うことが可能となる。また、外観デザイン上の違和感を低減させることができることができる。
 また、例えば、ウエストバンド部32をゴム編み等で形成する途中段階において、ゴム編み等される繊維を導電性繊維に変更して、所定領域(例えば、腹部相当領域)に動作検出センサ部33を形成するようにしてもよい。このような構成を採用する場合であっても、上記と同様、ウエストバンド部32と動作検出センサ部33との一体性がより一層向上し、呼吸情報の取得を精度よく行うことが可能になると共に、外観デザイン上の違和感を低減させることができることができる。
 また、上記第2実施形態においては、帯状に形成される動作検出センサ部33は、下衣本体31の腹側に配置して構成されているが、この動作検出センサ部33における両端部は、骨盤における腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置するように構成してもよい。つまり、動作検出センサ部33における一方の端部を、骨盤における左側の腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置し、他方の端部を骨盤における右側の腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置して構成してもよい。下半身に着用されるパンツやスパッツ等の下衣は、骨盤における腸骨の上縁部辺りで、ウエストバンド部32がしっかりと固定される傾向にあるため、骨盤における腸骨の左右の上縁部辺りに、動作検出センサ部33における両端部がそれぞれ配置されるように構成することにより、動作検出センサ部33における両端部が身体に対して固定され、呼吸動作に伴う腹囲長の変動を動作検出センサ部33が精度よく検出することが可能となる。なお、動作検出センサ部33における両端部を、それぞれ骨盤における腸骨の左右の上縁部辺りに対応する領域に配置するのではなく、動作検出センサ部33における一方の端部のみを腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置して構成してもよい。
 また、本第2実施形態においては、単一の動作検出センサ部33を備えるように構成しているが、このような構成に特に限定されず、動作検出センサ部33と同一構成の第2動作検出センサ部33bを備えるように構成してもよい。このように複数の呼吸情報検出センサを備えるように構成することにより、検出される呼吸情報信号におけるノイズを効果的に除去して呼吸情報の検出精度を向上させることができる。
 また、複数の動作検出センサ部33を備えるように構成する場合、例えば、図217に示すように、第2動作検出センサ部33bを、動作検出センサ部33の伸縮方向とは異なる方向に伸縮可能となる位置に配置するように構成してもよい。図21においては、帯状の第2動作検出センサ部33bの一方端を、骨盤における腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置しつつ、第2動作検出センサ部33bを太ももの側面に沿うような形態で配置している。このような構成を採用することにより、動作検出センサ部33が、主に呼吸情報を取得する一方、第2動作検出センサ部33bが、呼吸情報を取得しつつも、呼吸動作以外の身体の動き(例えば、立ち上がったり、座ったりする動作)を検出することが可能となる。なお、呼吸動作は、略一定の周期で繰り返し連続して行われるものであることから、その周期性を検出することにより、第2動作検出センサ部33bで取得した検出情報を、呼吸動作に関連する情報と呼吸動作以外の身体の動きに関する情報とに分けて認識することが可能となる。なお、第2動作検出センサ部33bを、動作検出センサ部33の伸縮方向とは異なる方向に伸縮可能となる位置に配置するように構成する場合、図217に示すような形態に限らず、第2動作検出センサ部33bを太ももの前面に配置してもよく、或いは、第2動作検出センサ部33bの一方端を、骨盤における腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置しつつ、第2動作検出センサ部33bの他方端を太ももの内側近傍位置に配置し、人体動作検出用装着具(下衣)3を正面から見た場合に、第2動作検出センサ部33bの長手方向が斜め方向に伸びるように配置してもよい。
 また、上記第2実施形態においては、心拍検出センサ34、温度検出センサ362、位置情報検出センサ363を備えるように構成しているが、このような構成に特に限定されず、心拍検出センサ34、温度検出センサ362及び位置情報検出センサ363の全てのセンサを省略するようにして構成してもよく、或いは、一部のセンサを省略して構成してもよい。
 
[人体動作検出用装着具に関する第3実施形態]
 次に、本発明に係る人体動作検出用装着具の第3実施形態の一例について、図面に基づき説明する。なお、図面においては、構成の理解を容易ならしめるために部分的に拡大・縮小している。図22(a)は、第3実施形態に係る人体動作検出用装着具5の概略構成平面図であり、図22(b)は、図22(a)のA-A断面を示す概略構成断面図である。また、図22(c)は、(b)における矢視B方向から見た概略構成裏面図である。第3実施形態に係る人体動作検出用装着具5は、例えば、生体の呼吸情報(例えば、呼吸の有無、呼吸サイクル等)や体動情報(例えば、四肢の動作に関する情報)を取得する生体センサとして利用可能な引張センサであり、当該動作検出用装着具5自体が、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する動作検出センサ部を構成している。ここで、上記“電気的特性の変化”とは、“電気抵抗の変化”や“静電容量の変化”を含む概念であり、以下、第3実施形態に係る人体動作検出用装着具5については、伸長時と非伸長時とで静電容量が変化する構成を主に例にとり説明するが、このような構成に限定されず、本願の開示に従って電気抵抗値の変化を検出する方式に置換することができる。この人体動作検出用装着具5は、図22(a)(b)(c)に示すように、短冊状の形態を有しており、誘電体層51と、当該誘電体層51の一方面及び他方面のそれぞれに設けられる第1導電層52及び第2導電層53を備えている。この動作検出用装着具5は、誘電体層51と、当該誘電体層51を間に挟んだ第1導電層52及び第2導電層53とによりコンデンサを構成するものであり、伸縮に伴う第1導電層52と第2導電層53との間における容量変化を検出可能なセンサである。
 誘電体層51は、伸縮性を有するように構成されており、また、第1導電層52及び第2導電層53が接触した状態であってもそれらを通電させることのない絶縁性を備えるように構成されている。この誘電体層51の電気抵抗率は、10Ω・cm以上、1018Ω・cm以下であることが好ましい。また、誘電体層51の形態は、特に限定されず、シート化したフィルム状に構成してもよく、或いは、編布、織布、不織布等の布帛状に構成してもよい。
 また、誘電体層51の材料としては、熱可塑性エラストマーを例示することができる。特に、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、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、エピクロロヒドリンゴムの如くの各種ゴム材料が挙げられる。また、上記材料に添加剤を加えてもよい。例えば、誘電率調整、柔らかくする可塑剤、伸びやすくする添加剤等が挙げられる。なお、添加剤は誘電体層51を絶縁破壊しない材料を選択する必要がある。
 また、誘電体層51を形成する材料として、例えば、発泡ウレタンゴムを採用し、内部に微小な空隙を備えるスポンジ状として誘電体層51を構成してもよい。このようなスポンジ状に構成することにより、引っ張り状態が解放された際に、誘電体層51が初期形態(伸長する前の形態)に戻り易くすることができる。
 ここで、誘電体層51の厚みは、特に限定されないが、5μm~1000μmの範囲に設定することが好ましく、10μm~750μmの範囲に設定することがより好ましい。更に、20μm~500μmの範囲に設定することがより好ましい。このような数値範囲に設定することにより、引張によって簡単に破断されることを効果的に防止しつつ、好ましい伸縮性を得ることが可能となる。
 第1導電層52は、図22(a)(b)(c)に示すように、帯状の第1電極部521を備えると共に、第1電極部521の両側に帯状の第1非導電部522を備えて構成されている。第2導電層53は、第1導電層52と同一の構成を有しており、帯状の第2電極部531を備えると共に、第2電極部531の両側に帯状の第2非導電部532を備えて構成されている。なお、第1導電層52が有する第1電極部521及び第1非導電部522の長手方向や、第2導電層534が有する第2電極部531や第2非導電部532の長手方向は、短冊状の動作検出用装着具5の長手方向に沿う方向となるように設定している。また、短冊状の動作検出用装着具5の伸長方向は特に限定されないが、少なくとも動作検出用装着具5の長手方向に沿って伸長可能となるように構成することが好ましい。
 このような第1導電層52は、伸縮性を有するように構成されており、例えば、第1電極部521を構成するための導電糸と、各第1非導電部522を構成するための非導電糸とを用いて製編或いは製織された生地(編織された生地)として構成することが好ましい。第2導電層53についても同様であり、第2電極部531を構成するための導電糸と、各第2非導電部532を構成するための非導電糸とを用いて製編或いは製織された生地として構成することが好ましい。本実施形態においては、編成することにより構成された編地構造を有する生地として第1導電層52(第1電極部521及び第1非導電部522)及び第2導電層53(第2電極部531及び第2非導電部532)が形成されている。なお、編地構造は特に限定されず、例えば、フライス編、スムース編、パール編、平編又はそれらの変化組織(例えば、ミラノリブや段ボールニットなど)や、トリコット編、ラッシェル編、ミラニーズ編等の各種編地構造を採用することができる。また、第1導電層52及び第2導電層53を織地として構成する場合、織地構造としては、平織、綾織、朱子織等の織り方を例示できる。なお、第1導電層52及び第2導電層53の製造方法は、上記方法に限定されず、例えば、非導電繊維によってまず生地本体を製編或いは製織した後、所定部分に導電糸を編み込み、或いは、刺繍等して第1電極部521(或い第2電極部531)を形成し製造することもできる。
 ここで、第1電極部521や第2電極部531を構成するための導電糸としては、例えば、アルミ、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、鉄、銀、金、白金、バナジウム、モリブデン、タングステン、コバルト等の純金属やそれらの合金、ステンレス、真鍮等により形成された糸状或いは細短冊状の金属線や、炭素繊維等の導電性繊維から形成した糸を使用することができる。また、合成繊維(例えば、ポリエステル繊維やナイロン繊維等)や天然繊維等を芯として、この芯に金属繊維を巻回したカバリングヤーンを導電糸として使用してもよい。また、合成繊維や天然繊維等を芯として、この芯に湿式や乾式のコーティング、メッキ、真空成膜、その他の適宜被着法を行って金属成分を被着させた金属被着糸(メッキ糸)を導電糸として使用することができる。芯には、モノフィラメントを採用することも可能ではあるが、モノフィラメントよりも、複数の単繊維の集合体であるマルチフィラメントや紡績糸のほうが好ましく、更にはウーリー加工糸やSCY、DCYなどのカバリング糸、毛羽加工糸などの嵩高加工糸がより好ましい。芯に被着させる金属成分には、例えばアルミ、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、鉄、銀、金、白金、バナジウム、モリブデン、タングステン、コバルト等の純金属やそれらの合金、ステンレス、真鍮等を使用することができる。
 導電糸の太さは、特に限定されるものではないが、その単線一本あたりの線径は、例えば、10~100μmのものとするのが好適である。中でも10~50μmとすることで、第1導電層52や第2導電層53自体(第1電極部521や第2電極部531自体)のフレキシブル性と耐久性が両立しやすく、特に好ましい。
 また、導電糸として金属線を用いる場合、絶縁被覆層によりその表面を被覆してもよい。絶縁被覆層により被覆された金属線は、モノフィラメントでもよいし、マルチフィラメントでもよく、特に2~9本、より好ましくは3~7本を束ねて1本の糸条として用いるのが好ましい。このように絶縁被覆層によって金属線を被覆することにより、動作検出用装着具5が伸縮する際の抵抗変化が小さくなり、伸縮に伴う容量変化を精度よく検出することが可能となる。また、防水性、耐久性が向上し、長期間使用可能な動作検出用装着具5を得ることができる。
 絶縁被覆層として使用可能な材料の具体名を挙げれば枚挙に暇がないが、その一例を列挙すれば次の通りである。すなわち、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン(ナイロン6やナイロン66等であって、アミド結合により長く連続した鎖状の合成高分子を紡糸して繊維化したポリアミド系の合成繊維の総称)、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、PFA、PVDF、ETFE等のフッ素系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ホルマール(ポリビニルホルマール)、ブチラール(ポリビニルブチラール)などである。なお、絶縁被覆層として使用可能な材料は、これらの樹脂種に限定されない。また、例示したような樹脂で絶縁コーティングした金属線はエナメル被覆の金属線とも呼ばれる。
 絶縁被覆層で金属線を被覆する方法としては、溶融素材の塗布から乾燥に至る一般的な被覆法を採用すればよい。その他、金属線を芯材とし、繊維状(糸状)の絶縁被覆材(例えば、上記の絶縁被覆層として使用可能な材料から形成した糸や綿糸)をカバー材としてカバリング糸(SCYやDCY)を構成させる方法、さらには前記カバリング糸を加熱溶融して塗膜化する方法などを採用することも可能である。
 また、絶縁被覆層により被覆された導電糸において、絶縁被覆層を形成する材料は、半田の溶融温度(おおよそ170℃~250℃)で溶融することに加え、柔軟性や伸縮牲を備えているものが推奨される。すなわち、絶縁被覆層には、半田の溶融温度に比べて同等以下の融点を有する熱可塑性樹脂を使用するのが好適である。半田付けが短時間で行え、しかも溶融した絶縁被覆層が確実に焼失又は収縮して半田箇所を邪魔することなく、確実な導通が得られるようにするうえでは、半田の溶融温度の範囲内において、低温域に融点があるもの(目安の一例として「150℃以下」を挙げることができる)が好適と言える。
 ここで、絶縁被覆層の選出には融点だけが条件とされるものではなく、絶縁被覆層が導電糸を被覆する厚さ等についても条件の一つとされる。例えば、絶縁被覆層の融点が高め(目安を150℃とした場合それを超える温度を言う)であったとしても、被覆厚が薄ければ、半田付け時に比較的容易に溶融することになるので、絶縁被覆層として使用可能となる。
 なお、前記説明では、半田の溶融温度における目安の一例として150℃を挙げたが、この溶融温度は絶縁被覆層に選出する樹脂によって変動する。例えば、ポリエステルや変性ポリエステル、ポリエステル-ナイロンなどでは155℃とすべきであり、ホルマールでは105℃、ポリウレタンでは130℃、ポリエステルイミドでは180℃とするのがよい、といった具合である。
 なお、導電糸に弾性糸を混用して第1電極部521や第2電極部531を構成してもよい。弾性糸を混用することで、第1電極部521や第2電極部531の伸縮性を向上させることができる。また、弾性糸は非導電糸であることが好ましい。弾性糸には、ポリウレタンやゴム系のエラストマー材料を単独で用いてもよいし、「芯」にポリウレタンやゴム系のエラストマー材料を用い、「カバー」にナイロンやポリエステルを用いたカバリング糸などを採用することができる。このようなカバリング糸を採用することで、親水性、撥水性、耐食・防食性、カラーリング等の機能を付与させることができる。また肌触りの向上や伸びの制御にも有用である。
 ここで、静電容量の変化を正確に検出するという観点から、第1電極部521は、0%伸長時の電気抵抗値に対する50%伸長時の電気抵抗値の抵抗変化率(%)が、20%以下となるように構成することが好ましく、10%以下となるように構成することがより好ましい。更に、5%以下となるように構成することがより一層好ましい。同様に、第2電極部531も、0%伸長時の電気抵抗値に対する50%伸長時の電気抵抗値の抵抗変化率が、20%以下となるように構成することが好ましく、10%以下となるように構成することがより好ましい。更に、5%以下となるように構成することがより一層好ましい。ここで、抵抗変化率(%)は、[(50%伸長率における電気抵抗値)-(0%伸長率時の電気抵抗値)]/(0%伸長率時の電気抵抗値)×100%として算出される。
 上述のように、第1電極部521や第2電極部531について、0%伸長時の電気抵抗値に対する50%伸長時の電気抵抗値の抵抗変化率(%)を低く抑えるためには、導電糸として、上述の絶縁被覆層をその外層に設ける構成を採用することが好ましい。なお、絶縁被覆層を外層に形成する場合、絶縁被覆層にて被覆される導電糸としては、上述のような金属線に特に限定されない。例えば、上述した炭素繊維等の導電性繊維から形成した導電糸や、合成繊維や天然繊維等を芯として、この芯に金属繊維を巻回した導電糸、合成繊維や天然繊維等を芯として、この芯に金属成分を被着させた金属被着糸(メッキ糸)等の外層に絶縁被覆層を備えるように構成してもよい。
 また、第1電極部521や第2電極部531について、0%伸長時の電気抵抗値に対する50%伸長時の電気抵抗値の抵抗変化率(%)を低く抑えるために、図23(a)(b)に示すような編地構造を採用することもできる。この図23(a)(b)にて示される編地構造は、スムース編(両面編又はインターロックとも言う)であり、フライス編を2枚重ね合わせてお互いの凹凸の溝を埋め合ったような編組織であり、導電糸10と弾性糸11とにより構成している。なお、導電糸10と弾性糸11とが含まれていれば、その他に別種の糸を混用させることは任意である。図23(a)の上面側を編地表面側とし、同下面側を編地裏面側として説明すると、導電糸10は、編地表面側の導電糸オールドループ10aと絡んで第1ループP1を形成し、編地裏面側へ移行する。そして編地裏面側の導電糸オールドループ10bと絡んで第2ループP2を形成し、以後同様に編地表面側で第3ループP3を形成し、編地裏面側で第4ループP4を形成するといったことを繰り返す。従って導電糸10は、編地中を表裏間方向にジグザグ状となる配置で設けられている。
 これに対して弾性糸11は、編地裏面側の弾性糸オールドループ11aと絡んで第1ループR1を形成し、編地表面側へ移行する。そして、編地表面側の弾性糸オールドループ11bと絡んで第2ループR2を形成し、以後同様に編地裏面側で第3ループR3を形成し、編地表面側で第4ループR4を形成するといったことを繰り返す。従って弾性糸11も、編地中を表裏間方向にジグザグ状となる配置で設けられている。その結果、編地中には、導電糸10と弾性糸11とのクロス部13がループ毎に交互配置で形成されることになる。
 ここで、弾性糸11は豊富な伸縮性を有しているのに対して導電糸10は殆ど伸縮しない。そのため、編地構造をその表裏面の面方向(図23の左右方向)に沿って伸長させると、クロス部13では、弾性糸11が導電糸10と交差することで編地の表裏面側に生じさせているクロス角θを徐々に拡大させ、鈍角となる状況を経て、次第に弾性糸11だけがよく伸びてゆくようになる。次に、この弾性糸11の伸びに引っ張られるようにして導電糸10がそのループからクロス部13へと繰り出される挙動が生じる。また、伸長を解除すると、クロス部13では弾性糸11だけが収縮による引き締め力を生じ、この引き締め力を受けて導電糸10がクロス部13からその両外側のループへと押し込める挙動が生じる。このときの弾性糸11による引き締め力が、非伸縮時の編地構造において、導電糸10のジグザグ状配置を保形させる作用を奏することになる。
 このように導電糸10は、ループからクロス部13への繰り出しや押し込みによってループを小さくさせたり大きくさせたりするだけでありながら、弾性糸11の伸縮に合わせて一緒に伸び縮みをしているかのようになり、編地構造は、図23(b)に示すような伸縮性を有するものとなっている。この説明から明らかなように、導電糸10は実質的に伸縮するものではないので、コース方向で使用された全長は変化せず、もとよりその外径も変化しない。のみならず、導電糸10はコース方向に並ぶループ同士が接触することがなく、複数のコース間で絡まったり接触したりすることもなく、電気抵抗は不変となる。
 また、第1電極部521は、0%伸長時の単位長さ(1cm)あたりの電気抵抗値が50Ω以下となるように構成することが好ましく、10Ω以下となるように構成することがより好ましい。更に、5Ω以下となるように構成することがより一層好ましい。同様に、第2電極部531は、0%伸長時の単位長さ(1cm)あたりの電気抵抗値が50Ω以下となるように構成することが好ましく、10Ω以下となるように構成することがより好ましい。更に、5Ω以下となるように構成することがより一層好ましい。
 また、第1電極部521は、伸縮異方性を有するように構成されることが好ましい。つまり、第1電極部521は、その長手方向に伸びやすく、短手方向に伸びにくい特性を有するように構成されることが好ましい。このように、伸長に伴う第1電極部521の短手方向の寸法変化が、長手方向に比べて小さくなるように構成する場合、第1電極部521を長手方向に50%伸長させた際、その短手方向の寸法変化率(0%伸長時の短手方向の寸法に対する変化率)が5%未満となるように構成することが好ましい。このような構成は、例えば、第1電極部521を、ダブル編地として形成することにより得られる。なお、ダブル編地とは、フライス編やパール編、スムース編等の編地をいう。ダブル編地は、その厚み方向にジグザグのアコーディオン構造が形成されるため、このアコーディオン構造によって、伸縮時の第1電極部521の短手方向の寸法変化が効果的に抑制されることになる。第2電極部531についても同様に、伸縮異方性を有するように構成されることが好ましい。
 第1非導電部522や第2非導電部532を構成するための非導電糸には、合成繊維(例えば、ポリエステル繊維やナイロン繊維等)や天然繊維、合成繊維と弾性糸とを混用した素材等を使用することができる。弾性糸を混用することにより、第1非導電部522や第2非導電部532の伸縮性を向上させることができる。弾性糸には、例えば、ポリウレタンやゴム系のエラストマー材料を単独で用いてもよいし、「芯」にポリウレタンやゴム系のエラストマー材料を用い、「カバー」にナイロンやポリエステルを用いたカバリング糸などを採用することができる。このようなカバリング糸を採用することで、親水性、撥水性、耐食・防食性、カラーリング等の機能を付与させることができる。また肌触りの向上や伸びの制御にも有用である。また、非導電糸には、モノフィラメントを採用することも可能ではあるが、モノフィラメントよりも、複数の単繊維の集合体であるマルチフィラメントや紡績糸のほうを好ましく用いることができる。
 また、第1非導電部522及び第2非導電部532は、半田の溶融温度に対する耐熱性を備えた非導電糸により形成されるのが好ましい。ここで、第1非導電部522及び第2非導電部532を形成する非導電糸に要求される耐熱性は、溶融した半田(又は加熱状態の半田鏝)との接触によっても発火や溶損などを起こさず、また簡単に焼失しないことを言う。但し、焦げが生じる程度は許容範囲(非導電部の形成用に採用可能)とする。つまり、半田付けをすることでも形体が残る程度の耐熱性を有するものであれば、機能としては十分である。溶融した半田を第1非導電部522及び第2非導電部532へ浸透させない作用を補助するうえで、第1非導電部522及び第2非導電部532の編組織を緻密構造にする等の対策を加えるとなお一層好ましい。なお、このような第1非導電部522及び第2非導電部532に要求される耐熱性は、第1電極部521や第2電極部531との接触位置において必要とされるものであり、第1非導電部522及び第2非導電部532の帯幅方向全体を必ずしも同じ構成としなければならないわけではない。例えば、第1非導電部522に関し、第1電極部521と接触する1コース又は数コースだけに耐熱性を備えさせ、第1電極部521とは直接的に接触しないコース部分(非導電部の帯幅方向中央部など)は一般的な編組織や一般的な素材(溶融半田に対する耐熱性を備えないもの)を採用して製編させるといったことも可能である。第2非導電部532に関しても同様である。
 第1非導電部522及び第2非導電部532を形成するのに好ましい耐熱性の非導電糸の具体例としては、綿やウール等をはじめとする各種天然繊維の他、ガラス繊維、セラミック繊維、炭素繊維、更には種々様々な合成繊維(例えば、アラミド繊維、フェノール繊維、PBO、ポリアリレート、ポリイミド、メラミン、PPS、PEEK、PTFE、セルロース繊維(難燃加工)、ナイロン(難燃加工)、アクリル系繊維など)等を例示することができる。
 上記のように構成される第1導電層52及び第2導電層53は、誘電体層51にヒートプレス等されて一体的に固定されている。誘電体層51をウレタンゴム等の熱可塑性エラストマーから形成する場合、ヒートプレス時の熱により溶融した誘電体層形成材料が、第1導電層52や第2導電層53の生地内(編目や繊維同士の隙間)に進入して固化するため、第1導電層52及び第2導電層53は強固に誘電体層51に固定されることになる。ここで、第1導電層52が備える第1電極部521と、第2導電層53が備える第2電極部531とは、図22(b)に示すように、誘電体層51を介して対向配置されて構成されている。このように、誘電体層51を介して第1電極部521及び第2電極部531を対向配置するように構成することにより、動作検出用装着具5の伸縮に伴う第1導電層52と第2導電層53との間における容量変化の情報にノイズが侵入することを効果的に抑制することができ、動作検出用装着具5の検出精度を向上させることが可能となる。
 このような構成の第3実施形態に係る人体動作検出用装着具5の作動について以下説明する。まず、第1導電層52及び第2導電層53がそれぞれ備える第1電極部521及び第2電極部531の個々に電圧を印加する。この状態において、例えば、長手方向に動作検出用装着具5が伸長すると、第1電極部521及び第2電極部531の間隔が小さくなり、第1電極部521と第2電極部531との間の静電容量は大きくなる。また、伸長することにより動作検出用装着具5の面積も増大することになり、第1電極部521と第2電極部531との間の静電容量は大きくなる。次に、伸長状態を解除し動作検出用装着具5が縮むと(伸長率が0%の状態)、第1電極部521及び第2電極部531の間隔が大きくなると共に、動作検出用装着具5の面積も小さくなる為、第1電極部52131と第2電極部531との間の静電容量は小さくなる。つまり、動作検出用装着具5によって検知対象物の変形を検知する際、検出される静電容量が大きくなったときは、変形が大きくなったと検知することができる。より具体的に説明すると、例えば、人が着用している上着の肘部分や膝部分に動作検出用装着具5を取り付けた場合、腕や脚の屈曲により、引張センサ1が伸長して検出される静電容量の値が大きく変化する。この時の静電容量の値を検出することによって、人体の肘や膝の動きを明確に検出することができる。また、例えば、人が着用している上着の胸部分や腹部分に動作検出用装着具5を取り付けることにより、或いは、胸回りや胴回りに巻回するようにして動作検出用装着具5を取り付けることにより、着用者の呼吸動作による体格変動に基づいて動作検出用装着具5が伸縮する、この伸縮に伴う静電容量の変化を検出することによって、着用者が呼吸をしているか否か、呼吸サイクルが速いか遅いかといった情報を取得することができる。
 本発明における第3実施形態に係る人体動作検出用装着具5は、上述のように、伸長及び収縮に伴う第1電極部521及び第2電極部531の間隔の変化に加えて、動作検出用装着具5の面積の変化に基づいて静電容量の変化を検出できるように構成されているため、静電容量の変化について検出感度を向上させることが可能となる。また、第1導電層52及び第2導電層53の間に伸縮性を有する誘電体層51を備えるように構成しているため、伸長状態から伸長前の状態(伸長率が0%の状態)に戻りやすいという特性を有すると共に、使用を継続して伸縮が繰り返されても、その伸縮性が損なわれにくいという効果を奏する。更に、誘電体層51が介在していることによって、第1電極部521や第2電極部531を形成する導電糸が破断等してしまう程に、第1導電層52や第2導電層53が限度を超えて伸長することを効果的に抑制することが可能となる。
 また、第3実施形態に係る人体動作検出用装着具5は、50%伸長時の第1電極部521の抵抗変化率が20%以下となるように構成され、同様に、50%伸長時の第2電極部531の抵抗変化率が20%以下となるように構成されているため、検出される静電容量の変化を精度よく捉えることが可能となる。また、第1電極部521の単位長さ(1cm)あたりの電気抵抗値が50Ω以下となるように構成されており、同様に、第2電極部531の単位長さ(1cm)あたりの電気抵抗値が50Ω以下となるように構成されているため、検出される静電容量の変化をより一層精度よく捉えることが可能となる。
 また、第1電極部521及び第2電極部531は、編地構造を備えるように構成されているため、動作検出用装着具5の伸長によって、第1電極部521や第2電極部531を形成する導電糸が破断しにくい構造とすることが可能となる。
 ここで、編地構造を備えるように構成される第1電極部521及び第2電極部531は、平編等のシングル編地で構成される場合よりも、例えば、フライス編やパール編、スムース編等のダブル編地として構成される場合の方が、より一層高精度で静電容量の変化を検出することが可能となる。ダブル編地の場合、厚み方向にジグザグのアコーディオン構造が形成されるため、第1電極部521及び第2電極部531の短手方向の寸法変化が効果的に抑制され、伸長に伴う第1電極部521及び第2電極部531の面積増加比率を略一定とすることが可能となる結果、高精度で静電容量の変化を検出することができる。
 以上、本発明の第3実施形態に係る人体動作検出用装着具5について説明したが、この動作検出用装着具5の具体的構成は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記第3実施形態においては、第1電極部521及び第2電極部531を、図22(a)(c)に示すように、短冊状の動作検出用装着具5の長手方向に沿って伸びる直線状の帯状に構成しているが、第1電極部521及び第2電極部531の具体的形態については特に限定されず、例えば、平面視において、動作検出用装着具5の長手方向に沿って伸びる波型状やジグザグ状等、種々の形態として構成することができる。
 また、上記第3実施形態においては、第1導電層52が、第1非導電部522を備えるように構成されているが、この第1非導電部522を省略し、第1電極部521のみにより第1導電層52を構成してもよい。同様に、第2電極部531のみにより第2導電層53を構成してもよい。
 また、第1導電層52や第2導電層53の露出面(誘電体層51に接していない側の面)の表面を被覆する被覆層を設けるように構成してもよい。このような被覆層を設けることにより、第1電極部521や第2電極部531を保護することができ、動作検出用装着具5の耐久性を向上させることができる。なお、被覆層は、第1導電層52側、或いは、第2導電層53側の一方のみに設けてもよい。被覆層を形成する材料としては、例えば、上述の誘電体層51を形成する材料や、伸縮性を有する布生地等を用いることができる。
 また、上記第3実施形態においては、第1導電層52及び第2導電層534は、図22に示すように、それぞれ、単一の第1電極部521及び複数の第2電極部531を備えるように構成しているが、第1電極部521や第2電極部531の数は、特に限定されず、例えば、図24(a)(b)(c)に示すように、誘電体層51を介して、その両面側に複数の第1電極部521及び複数の第2電極部531を配設するようにして、動作検出用装着具5を構成してもよい。図24に示す構成においては、各第1電極部521は、互いに所定間隔を空けて平行となるように配置されており、各第2電極部531も同様に、互いに所定間隔を空けて平行となるように配置されている。なお、各第1電極部521同士の間には、第1非導電部522が配置されており、各第2電極部531同士の間には、第2非導電部532が配置されている。また、このような構成を採用する場合、各第1電極部521と各第2電極部531とは、誘電体層51を介して対向する位置に配置するように構成することが好ましい。なお、図24(a)は、動作検出用装着具5の概略構成平面図であり、図24(b)は、図24(a)のA’-A’断面を示す概略構成断面図である。また、図243(c)は、概略構成裏面図である。
 また、図24に示す構成においては、複数の第1電極部521の集合体を一つの電極として構成するために、各第1電極部521の一方側の端部同士を短絡させると共に、各第1電極部521の他方側の端部同士を短絡させて構成してもよく、同様に、複数の第2電極部531の集合体を一つの電極として構成するために、各第2電極部531の一方側の端部同士を短絡させると共に、各第1電極部521の他方側の端部同士を短絡させて構成してもよい。
 また、図24に示す構成においては、誘電体層51を介して対向配置される各第1電極部521及び各第2電極部531のそれぞれの組み合わせ(第1電極部521aと第2電極部531aとの組み合わせ、第1電極部521bと第2電極部531bとの組み合わせ、第1電極部521cと第2電極部531cと組み合わせ)を独立したコンデンサとして構成してもよい。このような構成を採用する場合、動作検出用装着具5は、その長手方向の引っ張りを検出できるだけでなく、長手方向を軸とする捻じりも検出することが可能となる。具体的に説明すると、動作検出用装着具5に対して、その長手方向を軸として捻じりを加えた場合、動作検出用装着具5の中央部は、側縁部よりも大きく変形することから、中央に配置される第1電極部521bと第2電極部531bとで構成されるコンデンサにて検出される容量変化の値と、側縁部に配置される第1電極部521a(521c)と第2電極部531a(531c)とで構成されるコンデンサにて検出される容量変化の値との間に差が生じる。この差を検出することにより、動作検出用装着具5に対して捻じりが加えられてか否かを判別することが可能となる。
 また、上記第3実施形態においては、第1電極部521及び第2電極部531の幅(長手方向に対して垂直な方向の寸法)を同一寸法となるように構成されているが、このような構成に特に限定されない。例えば、図25の概略構成断面図に示すように、第2電極部531の幅を第1電極部521の幅よりも大きくする等して、平面視における第2電極部531の面積が、第1電極部521の面積よりも広い面積を有するように構成し、第2電極部531が、誘電体層51を介して第1電極部521に対向する位置に配置してもよい。つまり、仮想的に第1電極部521を第2導電層53に投影した場合に、当該第1電極部521が、第2電極部531形成領域内に配置されるように、第1電極部521及び第2電極部531を構成してもよい。このような構成を採用することにより、例えば、第2導電層53が人体側となるように、衣服等に動作検出用装着具5を取り付けるような場合に、第2電極部531がシールドの役割を発揮して、人体と第1電極部521との間での容量結合が発生することを効果的に抑制することが可能となる。また、図22に示すような構成では、第1電極部521と第2電極部531とが誘電体層51を介して対向配置されるように、第1導電層52と第2導電層53との位置決めを精度よく行う必要があるが、図25に示すように、第2電極部531の面積が、第1電極部521の面積よりも広い面積を有するように構成する場合、誘電体層51に対する第1導電層52及び第2導電層53の位置合わせを厳格に行う必要が無くなり、効率よく動作検出用装着具5を製造することが可能となる。
 また、複数の第1電極部521を第1導電層52が備える様な構成を採用する場合、図26の概略構成断面図に示すように、複数の第1電極部521が配置される領域の面積よりも広い面積を有するように第2電極部531を構成し、当該第2電極部531が、誘電体層51を介して複数の第1電極部521が配置される領域に対向する位置に配置するように構成してもよい。つまり、仮想的に複数の第1電極部521の全てを第2導電層53に投影した場合に、当該複数の第1電極部521の全てが、単一の第2電極部531と重なり合うように、各第1電極部521及び第2電極部531を構成してもよい。このような構成を採用することにより、上記と同様に、例えば、第2導電層53が人体側となるように、衣服等に動作検出用装着具5を取り付けるような場合に、第2電極部531がシールドの役割を発揮して、人体と各第1電極部521との間での容量結合が発生することを効果的に抑制することが可能となる。また、図24に示すような構成では、各第1電極部521と各第2電極部531とが、誘電体層51を介して対向配置されるように、第1導電層52と第2導電層53との位置決めを精度よく行う必要があるが、平面視における第2電極部531の面積が、複数の第1電極部521が配置される領域の面積よりも大きくなるように構成することにより、誘電体層51に対する第1導電層52及び第2導電層53の位置合わせを厳格に行う必要が無くなり、効率よく動作検出用装着具5を製造することが可能となる。
 また、上記第3実施形態においては、第1導電層52及び第2導電層53の両方を、導電糸と非導電糸とを用いて製編或いは製織された生地として構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、図27(a)や(b)の概略構成断面図に示すように、第2導電層53として、エラストマー基材54の一方面に第2電極部531を印刷により形成した構造を採用してもよい。ここで、図27(a)は、第1電極部521及び第2電極部531を単一構成とし、第2電極部531の幅を第1電極部521の幅と同一寸法に形成した構造を示しており、図27(b)は、複数の第1電極部521が配置される領域の面積よりも広い面積を有するように単一の第2電極部531を形成した構造を示している。
 エラストマー基材54の材料としては、誘電体層51を形成する上述の材料を用いることができる。また、印刷形成される第2電極部531を構成する導電性材料としては、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウイスカー、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイルの如くの各種カーボン材料、金、白金、パラジウム、ルテニウム、銀、鉄、コバルト、ニッケル、銅、チタンの如くの各種金属材料、導電性高分子材料が挙げられる。これら材料の粉末を有機溶媒や樹脂バインダと混練して作製した導電性のスラリーをエラストマー基材54上に塗布乾燥して形成しても良く、また、プラズマCVD法、イオンスパッタ被覆法、真空蒸着法、スクリーン印刷などで形成してもよい。なお、印刷形成される第2電極部531は、動作検出用装着具5の伸縮に対してスムーズに追従できるような柔軟性を有することが好ましいため、上述の導電性材料と樹脂バインダとが混練された高分子材料や、導電性高分子材料を用いて形成することがより好ましい。
 また、上記第3実施形態においては、誘電体層51をウレタンゴム等の熱可塑性エラストマーから形成し、ヒートプレス時の熱により溶融した熱可塑性エラストマー(誘電体層形成材料)を介して、第1導電層52や第2導電層53が、誘電体層51に固定される構成について説明したが、このような構成に特に限定されず、例えば、図28の断面図に示すように、接着層55を介して、誘電体層51に第1導電層52及び第2導電層53を貼り合わせて動作検出用装着具5を構成してもよい。ここで、接着層55を形成する接着剤としては、アクリル系やエポキシ系などの一般的な接着剤を用いることができる。
 また、上記第3実施形態においては、誘電体層51を構成する材料として、熱可塑性エラストマーを例示しているが、このような材料に特に限定されず、例えば、誘電体層51が、伸縮性を有する布帛(生地)を含むように構成してもよい。布帛を含むように誘電体層51を構成する場合、上記図28に示すように、接着層を介して布帛の両面にそれぞれ第1導電層52及び第2導電層53を配置固定することにより、動作検出用装着具5を形成することができる。ここで、伸縮性を有する布帛としては、ウエストバンドやサポーター、Tシャツ用等の伸縮性生地を例示することができる。なお、布帛は、伸縮異方性を有するように構成されることが好ましい。つまり、布帛を含むように構成した誘電体層51は、その長手方向に伸びやすく、短手方向に伸びにくい特性を有するように構成されることが好ましい。
 本発明の発明者らは、第3実施形態に係る動作検出用装着具5のサンプル(センササンプルA及びセンササンプルB)を作成して、伸長させた際の性能評価を行ったので、以下、説明する。なお、センササンプルAは、エナメル被覆された金属線を導電糸として採用して、第1電極部521及び第2電極部531を形成したものであり、センササンプルBは、銀メッキ糸を導電糸として採用して、第1電極部521及び第2電極部531を形成したものである。
 まず、センササンプルAについて以下説明する。このセンササンプルAは、図29に示すような構造を有している。つまり、4本の第1電極部521が互いに平行となるように配置された第1導電層52と、4本の第2電極部531が互いに平行となるように配置された第2導電層53と、第1導電層52及び第2導電層53の間に介在される誘電体層51とを備える構造を有している。なお、図29(a)は、センササンプルAの概略構成平面図であり、図29(b)は、図29(a)のA”-A”断面を示す概略構成断面図である。また、図29(c)は、概略構成裏面図である。
 第1導電層52及び第2導電層53のそれぞれは、その組織が、フライス編み構造を備えるように構成されている。より具体的には、32の給糸口からなる32コースを1単位として帯状に編成されて形成されている(32コースからなる編組織中に4本の第1電極部521(第2電極部531)が含まれるように編成されている)。編成後、編地は製造段階で通常行われる熱セット工程を経てサンプル1に係る第1導電層52及び第2導電層53が形成されている。ここで、32の給糸口からそれぞれ供給される糸の詳細を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
上記表1に示すように、給糸口番号:5~8、12~15、19~22、26~29の各組からは導電糸が供給されており、また、これら導電糸が供給される給糸口番号の各組同士の間に、非導電糸が供給される給仕口番号:9~11、16~18、23~25の各組を備えるようにして第1導電層52(第2導電層53)が編成されているため、導電糸を含む互いに独立した4本の帯状(ライン状)の第1電極部521(第2電極部531)が、互いに平行な状態を維持して帯状の第1導電層52(第2導電層53)が編成される。なお、形成された第1導電層52及び第2導電層53は、長さが75mm、幅が10mm、厚みが0.85mmの短冊状である(1本の第1電極部521(第2電極部531)の幅は、1.2mmとなるように形成されている)。また、第1導電層52においては、複数の第1電極部521の集合体を一つの電極として構成するために、各第1電極部521の一方側の端部同士を短絡させると共に、各第1電極部521の他方側の端部同士を短絡させている。第2導電層53についても同様である。
 また、誘電体層51として、日本マタイ株式会社製のエスマーURS#10(熱可塑性エラストマーフィルム、厚み:100μm)を用い、該フィルム(誘電体層51)の両面に、上述の第1導電層52及び第2導電層53を貼り合わせ温度180℃にて接着し、センササンプルAを形成した。
 作成したセンササンプルAをチャック付きスタンドで挟んだうえ、第1導電層52(第1電極部521)及び第2導電層53(第2電極部531)のそれぞれに電圧を印加しつつ、スタンドを移動させて伸張させ、該伸長に伴う静電容量の変化を測定した。なお、伸長に伴う静電容量値の測定は、合計2回行った。
 動作検出用装着具5に係るセンササンプルAの伸長率と、検出された静電容量の値との関係を表2、及び図30に示す。ここで、表2に示す静電容量の値は、2回行った測定結果の平均値である。この表2及び図30の結果から、センササンプルAは、伸縮に対して高精度且つ高感度で静電容量の変化を検知できることが分かる。特に、その伸長に伴って線型的に静電容量の値が増加する特性を有していることから、極めて高精度で検知対象物の変形状態や引張力を検知・測定することができることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 次に、センササンプルBについて説明する。このセンササンプルBは、第1導電層52を第1電極部521のみから構成すると共に、第2導電層53も第2電極部531のみから構成する態様とした。第1電極部521及び第2電極部531のそれぞれは、同様にして形成されており、銀メッキ糸をフライス編みすることにより形成されている。なお、第1導電層52(第1電極部521)及び第2導電層53(第2電極部531)は、長さが100mm、幅が10mm、厚みが0.85mmの短冊状に形成されている。
 また、誘電体層51として、非導電糸から形成されたベアフライス生地(厚み:0.5mm)を用い、該生地(誘電体層51)の両面に、上述の第1導電層52及び第2導電層53を接着し、センササンプルBを形成した。
 作成した短冊状のセンササンプルBをチャック付きスタンドで挟んだうえ、第1導電層52(第1電極部521)及び第2導電層53(第2電極部531)のそれぞれに電圧を印加しつつ、スタンドを移動させて伸張させ、該伸長に伴う静電容量の変化を測定した。なお、伸長に伴う静電容量値の測定は、合計2回行った。
 センササンプルBの伸長率と、検出された静電容量の値との関係を表3及び図31に示す。ここで、表3に示す静電容量の値は、2回行った測定結果の平均値である。この表3及び図31の結果から、センササンプルBもセンササンプルAと同様に、伸縮に対して高精度且つ高感度で静電容量の変化を検知できることが分かる。また、このセンササンプルBも、その伸長に伴って線型的に静電容量の値が増加する特性を有していることから、極めて高精度で検知対象物の変形状態や引張力を検知・測定することができることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 また、発明者らは、第1電極部521(第2電極部531)の伸長に伴う抵抗変化率を確認するため、電極部サンプルA及び電極部サンプルBを作成し、当該各サンプルについて伸長に伴う抵抗変化率を測定した。以下、この測定結果について説明する。
 まず、伸長に伴う抵抗変化率の測定試験に供される電極部サンプルAとして、表1に記載の糸使いで編成したもの(上記センササンプルAに対応する編地)を作成し、当該編地が備える4本の電極部(第1電極部521或いは第2電極部531)の内、一つを選択し、伸長に伴う抵抗変化率を測定した。この電極部サンプルAは、長さが100mm、幅が1.2mm、厚みが0.85mmの形態を有している。測定方法は、チャック付きスタンドでサンプルを挟みつつ、該スタンドを移動させて所定の伸長率まで伸張させ、サンプルの両端間の電気抵抗値を計測し、計測した電気抵抗値から抵抗変化率を算出した。なお、電気抵抗値の測定は、合計4回行った。
 電極部サンプル1の伸長率と、計測された電気抵抗値との関係を表4に示す。また、表5に、電極部サンプルAの伸長率と、抵抗変化率との関係を示す。ここで、抵抗変化率は、[(各伸長率における電気抵抗値)-(0%伸長率時の電気抵抗値)]/(0%伸長率時の電気抵抗値)×100%として算出している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表4の結果から、電極部サンプルAは、0%伸長時の単位長さ(1cm)あたりの電気抵抗値が0.05Ω程度と低いものであることが分かる。また、表5に示すように、100%伸長率以下の範囲において、0%伸長時の電気抵抗値に対する抵抗変化率(%)が、略0(ゼロ)%となっており、伸長に伴って、その電気抵抗値が変化しないことが分かる。このことから、絶縁被覆層を表面に有する導電糸を用いて第1電極部521(第2電極部531)を構成する場合、インピーダンスにおける抵抗変化が極めて小さく、静電容量の変化を正確に検出できることが分かる。ここで、表4および表5の結果は、上述のように表1に記載の糸使いで編成したもの(上記センササンプルAに対応する編地)を作成し、当該編地が備える4本の電極部(第1電極部521或いは第2電極部531)の内、一つを電極部サンプルAとして選択して、抵抗変化率を測定したものであるが、仮に、4本の電極部の集合体を一つの電極として構成するために、各電極部の一方側の端部同士を短絡させると共に、各電極部の他方側の端部同士を短絡させたような場合、表4に示される電気抵抗値の値は、1/4の値となり、0%伸長時の単位長さ(1cm)あたりの電気抵抗値が0.01Ω程度となる。また、伸長に伴う抵抗変化率は、4本でも1本でも表5に示す結果と同様の結果になる。  
 次に、抵抗変化率の確認試験に供される電極部サンプルBとして、上述のセンササンプルBが有する第1導電層52と同一のものを採用し、当該電極部サンプルBについて、伸長時の抵抗変化率を測定した。測定方法は、チャック付きスタンドでサンプルを挟みつつ、該スタンドを移動させて所定の伸長率まで伸張させ、サンプルの両端間の電気抵抗値を計測し、計測した電気抵抗値から抵抗変化率を算出した。なお、電気抵抗値の測定は、合計4回行った。
 電極部サンプルBの伸長率と、計測された電気抵抗値との関係を表6に示す。また、表7に、電極部サンプルBの伸長率と、抵抗変化率との関係を示す。ここで、抵抗変化率は、[(各伸長率における電気抵抗値)-(0%伸長率時の電気抵抗値)]/(0%伸長率時の電気抵抗値)×100%として算出している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表6の結果から、電極部サンプルBは、0%伸長時の単位長さ(1cm)あたりの電気抵抗値が0.3Ω以下と低いものであることが分かる。また、表7に示すように、60%伸長率以下の範囲において、0%伸長時の電気抵抗値に対する抵抗変化率(%)が、20%以下となっており、伸長に伴う電気抵抗値の変化が小さいことが分かる。このことから、メッキ糸を用いて第1電極部521(第2電極部531)を構成する場合であっても、インピーダンスにおける抵抗変化が小さく、静電容量の変化を正確に検出することができることが分かる。
 また、表6及び表7の結果から、電極部サンプルBは、0%伸長(初期状態)から10%伸長の間で、電気抵抗値が上昇し、その後、10%伸長から60%伸長の間では、電気抵抗値が略一定となることが分かる。0%伸長(初期状態)から10%伸長の間で電気抵抗値が上昇する理由としては、0%伸長時における銀メッキ糸同士の接触状態(伸長していない銀メッキ糸同士の接触状態)と、引張力が僅かでも付加された際の銀メッキ糸同士の接触状態が大きく変化することが考えられる。これに対し、絶縁被覆層を有する電極部サンプルAにおいては、電極部サンプルBのように、引張力を付加した直後の電気抵抗値上昇が認められないため、第1電極部521(第2電極部531)を構成する導電性糸としては、その表面に絶縁被覆層を設けることがより好ましいことが分かる。
[人体動作監視装置に関する実施形態]
 次に、本発明に係る人体動作監視装置の実施形態の一例について、図面に基づき説明する。なお、図面においては、構成の理解を容易ならしめるために部分的に拡大・縮小している。この人体動作監視装置は、生体における腹回り又は胸回りに沿って配置されるベルト型の装置であり、着用者(被験者)の体動情報(例えば、呼吸情報;呼吸の有無、呼吸サイクル等)に基づいて、着用者の呼吸状態の異常の有無を検知し、異常が発生している場合に周囲の者に知らせることができる装置である。なお、本人体動作監視装置は、着用者の肌上にじかに装着してもよく、或いは、着用者の着ている衣服の上から装着してもよい。図32の概略構成平面図に示すように、この人体動作監視装置7は、ベース部材71と、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する動作検出センサ部72と、警告情報生成部73とを備えている。なお、上記“電気的特性の変化”とは、“電気抵抗の変化”や“静電容量の変化”を含む概念であり、以下、人体動作監視装置7が有する動作検出センサ部72については、主に、伸長時と非伸長時とで電気抵抗値が変化する構成を例にとり説明するが、このような構成に限定されず、本願の開示に従って静電容量の変化を検出する方式に置換することができる。
 ベース部材71は、非導電性繊維(非導電糸)から構成されており、その形態は長尺状(帯状)となるように構成されている。ベース部材71の長手方向の長さは、生体の腹回り又は胸回りに沿って巻回した際に、両端部が所定寸法に亘って重なり合う程度の長さとなるように構成されている。また、ベース部材71は、伸縮性を有するように構成されている。特にその長手方向に沿って伸縮するように構成することが好ましい。ベース部材71を形成する非導電性繊維としては、特に限定されないが、綿、麻、絹、毛等の天然繊維や、キュプラ、ビスコースレーヨン等の再生セルロース繊維である半合成繊維、或いは、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等の合成繊維を例示することができる。また、これら天然繊維、半合成繊維、合成繊維を適宜組み合わせた繊維等も非導電性繊維として採用することができる。なお、ベース部材71を形成する非導電性繊維としては、伸縮性を有する繊維を用いるのは好ましいが、編組織を形成することにより伸縮性が発現するため、伸縮性に乏しい繊維を用いることもできる。また、ベース部材71に伸縮性を持たせるためには、例えば、上記の非導電性繊維素材を、ゴム編み(フライス編み、リブ編み)、スムース編み、パール編、天竺編み(平編み)等(以下ゴム編み等ともいう。)の編み方によってベース部材71を形成すればよい。なお、ベース部材71は、全ての領域において伸縮性を有する必要はなく、少なくとも一部分において伸縮性を有するように構成してもよい。
 また、ベース部材71は、生体における腹回り又は胸回りに沿って巻回した状態を維持する固定手段74を備えている。本実施形態においては、固定手段74として面ファスナーを使用している。具体的に説明すると、固定手段74は、人体動作監視装置7を生体における腹回り又は胸回りに沿って巻回した状態でベース部材71の両端部同士を互いに固定できるように、ベース部材712の一方の端部領域711に配置される雄型面ファスナー741と、他方の端部領域712に配置される雌型面ファスナー742とを備えている。また、ベース部材71を生体の腹回り又は胸回りに沿って巻回しつつ、その両端部711,712が重なった状態を維持させるため、雄型面ファスナー741及び雌型面ファスナー742は、ベース部材71の一方面上及び他方面上にそれぞれ配置されている。ここで、固定手段74としては、上記面ファスナーに特に限定されるものでは無く、ベース部材71を生体の腹回り又は胸回りに沿って巻回した状態を維持できるものであれば良く、例えば、スナップボタンや、クリップ、粘着テープを固定手段74として使用することができる。
 動作検出センサ部72は、本発明に係る人体動作監視装置7の着用者(被験者)の体動に関する情報(例えば、呼吸に関する情報;呼吸の有無、呼吸サイクル等)を検出するための検出手段であり、伸縮によって電気抵抗値が変化する特性を有している。つまり、着用者の呼吸動作による体格変動に伴う伸縮を通じてセンサの断面積または長さが変化することによって電気抵抗値が変化し、この変化した電気抵抗値を検出することにより、着用者の呼吸動作による腹回り(胴回り)や胸回りの周長の物理的変化を直接検知することができ、着用者が呼吸をしているか否か、呼吸サイクルが速いか遅いかといった情報を取得することができる。この動作検出センサ部72は、図32に示すように、ベース部材71の両端部を除いた中央部に配置することが好ましい。動作検出センサ部72としては、伸縮によって電気抵抗値が変化する構成のものであれば特に限定されないが、例えば、導電性繊維(導電糸)をゴム編み等することにより伸縮性を持たせた帯状のものや、導電性ポリマー素材を帯状に形成したものを好適に用いることができる。なお、導電性繊維(導電糸)を用いてゴム編み等することにより動作検出センサ部72を形成する場合、ベース部材71とは別体として形成した後、ベース部材71の所定領域に積層固定してもよく、或いは、非導電性繊維を用いてゴム編み等してベース部材71を形成する過程において、導電性繊維(導電糸)を同時に編み込むことにより、ベース部材71と動作検出センサ部72とを一体的に構成してもよい。また、ウレタンゴムシートの表面に電極を印刷したものをベース部材71表面に転写することにより動作検出センサ部72を構成することもできる。なお、電気抵抗値とは、交流回路におけるインピーダンスをも含む概念である。
 動作検出センサ部72の構造についての具体例としては、上述の第1実施形態において説明した図1や図2に示すような編組織構成のものを好適に採用することができる。
 また、動作検出センサ部72は、長手方向がコース方向に沿うように帯状に形成されている。尚、長手方向に直交する幅方向の全域が導電糸10による平編地で構成されている必要はなく、少なくとも幅方向中央部のみが導電糸10による平編地で構成され、両側部が絶縁糸による平編地で構成されていてもよい。
 また、上述の第1実施形態において説明した図8(a),図9(a)に示すように、動作検出センサ部72として、弾性糸11を芯部として、導電糸10を一重に被覆したSCYまたは二重に被覆したDCYとしたカバリング糸により編成された生地を用いることも可能である。
 このようなカバリング糸を用いた場合、例えば、図9(b)に示すように、生地の伸長時に、弾性糸11そのものが伸長することにより巻き付けられた導電糸10の隙間が広がり、隣り合ったコース同士での導電糸の接点が減少することにより抵抗値が変化する。
 人体動作監視装置7に係る本実施形態においては、帯状に構成された動作検出センサ部72を、ベース部材71の長手方向に沿って配置している。なお、この帯状に構成された動作検出センサ部72は、その長手方向に沿って伸縮して電気抵抗値が変化するように構成されている。ここで、ベース部材71が、一部分において伸縮性を有する領域を有するような構成の場合、動作検出センサ部72は、伸縮性を有する領域に配置することが好ましい。
 警告情報生成部73は、動作検出センサ部72からの検出情報に基づいて、例えば、被験者が異常な呼吸状態に陥っていることを周囲の者に知らしめるための警告に関する情報を生成する機能を有するものであり、ベース部材71の一方の端部領域711に配置されている。また、この警告情報生成部73は、係着手段75を介してベース部材71に対して着脱自在となるように配置されている。この警告情報生成部73は、配線部76を介して動作検出センサ部72と電気的に接続されており、シート状の回路基板731上に配置されるバッテリー732、体動情報検出用回路733、制御回路734を備えている。また、本実施形態においては、音による警告を発するように構成されていることから、警告情報生成部73の回路基板731上には警告音を発するスピーカ735が配置されている。なお、動作検出センサ部72と警告情報生成部73とを接続する配線部76は、例えば、ベース部材71上に導電性インクを印刷して形成してもよく、或いは、導電性繊維をベース部材71に対して編み込むことにより形成してもよい。また、警告に関する情報とは、例えば、異常を知らしめることに関する情報に限定されず、逆に、正常を知らしめることに関する情報でも代替可能であり、これをも含めた概念である。
 回路基板731は、ガラス・エポキシ、ガラス・コンポジットなどの汎用的な基板を用いることができる。この回路基板731はABSなどの樹脂製ケース内に収納してもよい。バッテリー732は、動作検出センサ部72や、各種回路の電源であり、例えば、リチウムポリマー電池などのリチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、レドックスキャパシタ等を用いることができる。体動情報検出用回路733は、動作検出センサ部72と電気的に接続されており、動作検出センサ部72の伸縮に伴う抵抗値の変化を検出するための回路である。制御回路734は、バッテリー732、体動情報検出用回路733及びスピーカ735に電気的に接続しており、体動情報検出用回路733の作動をコントロールすると共に、動作検出センサ部72から取得された信号(検出情報)に基づいて、スピーカ735に警告音発生のための出力信号(警告に関する情報)を発する機能を有している。警告音発生のための出力信号は、例えば、所定時間(例えば、30秒間)において、動作検出センサ部72から入力されるべき信号が、全く検出されなかった場合(呼吸していることが検出できなかった場合に相当)や、動作検出センサ部72からの信号は検出されるが、その信号レベルが所定の閾値よりも低い場合(呼吸が異常に浅い場合に相当)、或いは、所定時間における動作検出センサ部72から入力される信号の回数が、所定の閾値よりも多い場合(呼吸のサイクルが異常に速い場合に相当)に発生させるように構成することができる。また、使用者に対して、バッテリー732の電池残量が少なくなりバッテリー732の交換時期が近づいたことを知らせるために、制御回路734の構成として、バッテリー732の電池残量をモニターし、電池残量が少なくなった場合に、電池残量が少なくなったことを知らせるための電気信号を生成して当該電気信号をスピーカ735に出力して警告音を発するように構成してもよい。なお、電池残量が少なくなったことを知らせる警告音は、被験者が呼吸をしていない場合や、呼吸サイクルが異常に速いような場合に発せられる警告音と同一であってもよく、或いは、異なるように構成してもよい。
 また、警告情報生成部73と配線部76との接続方法は、特に限定されないが、例えば、導電性の係着手段75を介して接続することが好ましい。導電性の係着手段75としては、例えば、図33(a)の概略構成断面図に示すように、導電性材料からなるスナップボタンを採用することができる。このような構成の場合、動作検出センサ部72に接続される配線部の端部に接続する雄型スナップボタン751をベース部材71上に設けるように構成し、更に、警告情報生成部73における体動情報検出用回路733に接続する雌型スナップボタン752を回路基板731に設けるように構成することにより、動作検出センサ部72が取得した各信号を、警告情報生成部73における体動情報検出用回路733に入力することが可能となり、制御回路734及びスピーカ735を介して、警告音を発生させることができる。また、このような構成を採用することにより、警告情報生成部73及び配線部との接続構造を簡略化することができる。また、回路基板731をケースに収納する場合には、図33(b)に示すように、回路基板731上に雌型スナップボタン752は設け、該雌型スナップボタン752がケース736から露出するように構成してもよく、或いは、図33(c)に示すように、雌型スナップボタン752をケース736上に配置し、回路基板731とはリード線R等で電気的に接続しても良い。また、ケースを隠せるポケット、布カバーをベース部材71に設けてもよい。このようなポケットや布カバーを設けることにより、配線部76に接続される警告情報生成部73に手指が引っ掛かって、予期せず警告情報生成部73が脱落してしまうことを効果的に防止することができる。また、回路基板731は機能単位で分割し、分割した回路基板731同士をフレキシブルなケーブル等で接続するようにしても良い。なお、導電性を有する係着手段75としては、上述のスナップボタンに限定されるものでは無く、例えば、導電性を有する面ファスナーやクリップ、粘着テープを使用することもできる。
 上述したように、本発明に係る人体動作監視装置7は、着用者(被験者)の腹回り又は胸回りに沿って巻回固定するだけで、被験者の体動情報(例えば、呼吸情報;呼吸の有無、呼吸サイクル等)を検出することができ、かつ、当該体動情報(呼吸情報)に基づいて、被験者が呼吸をしていない場合や、呼吸サイクルが異常に速いような場合のように被験者が異常な状態に陥った際に警告音を発するように構成されているため、極めて簡便に被験者の状態を監視することが可能となる。
 また、本発明に係る人体動作監視装置7は、伸縮によって電気抵抗値が変化する特性を有する動作検出センサ部72を備えているため、上述した呼吸の有無や呼吸のサイクルといった呼吸情報以外に、被験者の体動、例えば、寝返りや、手足を動かしたことに起因する体の動きも検出することが可能となる。ここで、着用者(被験者)の呼吸動作は、息を吸う動作と吐く動作を伴うため、動作検出センサ部72によって検出される電気抵抗値の変動は、時系列的にみると周期性をもつものとなる。これに対し、着用者(被験者)が寝返りをした場合や手足を動かした場合に検出される体動情報は、動作検出センサ部72が検出する呼吸動作に伴う電気抵抗値の周期的な変動にノイズとし混入されることとなる。したがって、周期的な変動とは異なる電気抵抗値の変動を捉えることにより、着用者(被験者)が呼吸以外の動作を行っている状態であるか否かを認識することができることになる。例えば、着用者(被験者)が就寝中、或いは安静に横臥しているような状況下で、上記ノイズの発生頻度やノイズとして検出される電気抵抗値自体の値を指標として、予め設定された閾値の範囲を超えるような場合に、警告音を発生させるように構成することにより、例えば、着用者に何らかの発作が発生し手足を激しく動かしている、或いは、身体を左右に動かしているような状態であることを周囲の者に知らせることが可能となる。
 また、警告情報生成部73は係着手段75を介してベース部材71に対して着脱自在の構成となっていることから、人体動作監視装置7を継続使用する際に、仮に動作検出センサ部72が劣化した場合であっても、警告情報生成部73を継続使用しつつ、動作検出センサ部72が配置されるベース部材71のみを新しいものと交換することが可能となり、本人体動作監視装置7の利用者の経済的負担を軽減することが可能となる。また、人体動作監視装置7から警告情報生成部73を取り外して、ベース部材71を洗濯することが可能となり、清潔な状態で人体動作監視装置7を使用することが可能となる。
 以上、本発明の係る人体動作監視装置7について説明したが、その具体的構成は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態においては、両端部を有する帯状の形態としてベース部材71を構成し、固定手段74を介して人体動作監視装置7を被験者の腹回りや胸回りに沿って巻回固定できるように構成されているが、このような構成に特に限定されず、例えば、無端状の帯、つまり、腹巻状の形態を有するようにベース部材71を構成してもよい。
 また、上記人体動作監視装置7に係る実施形態においては、警告情報生成部73が、係着手段75を介してベース部材71に対して着脱自在となるように構成されているが、このような構成に限定されず、警告情報生成部73が、ベース部材71から着脱できないように構成してもよい。
 また、上記人体動作監視装置7に係る実施形態においては、ベース部材71が有する固定手段74は、生体における腹回り又は胸回りに沿って巻回した状態でベース部材71の両端部同士を互いに固定できるよう構成されているが、このような構成に特に限定されず、例えば、着用者の腹回り又は胸回りに沿って帯状の人体動作監視装置7を配置し、ベース部材71の両端部711,712のそれぞれを着用者が着ている衣服上に固定できるように構成してもよい。このような構成を採用する場合、固定手段74として、粘着テープやクリップを採用することが好ましい。
 また、上記人体動作監視装置7に係る実施形態において、例えば、図34の概略平面図に示すように、ベース部材71の構造として、その長手方向に沿って、警告情報生成部73が配置される第1ベース領域71aと、動作検出センサ部72が配置される第2ベース領域71bとを分離可能に構成し、第1ベース領域71a及び第2ベース領域71bとが、接続手段77により着脱自在となるように構成してもよい。第1ベース領域71a及び第2ベース領域71bとの接続方法としては、上述した警告情報生成部73と配線部との接続と同様な手法を採用することができる。つまり、接続手段77として、導電性材料からなるスナップボタンを採用し、例えば、第1ベース領域71aにおいて警告情報生成部73における体動情報検出用回路733と電気的に接続する雌型スナップボタン771を配置し、更に、第2ベース領域71bにおいて動作検出センサ部72に接続される配線部76の端部に電気的に接続する雄型スナップボタン772を配置するように構成することにより、雌型スナップボタン771と雄型スナップボタン772との作用によって、第1ベース領域71a及び第2ベース領域71bが互いに着脱自在に係着され、かつ、第1ベース領域71a及び第2ベース領域71bが互いに係着される際に、動作検出センサ部72と警告情報生成部73とが電気的に接続される状態を形成できるように構成する。なお、図34に示す構成においては、雌型スナップボタン771は、第1ベース領域71aの裏面側に配置され、雄型スナップボタン772は、第2ベース領域71bの表面側に配置されるように構成している。また、導電性を有する接続手段77としては、上述のスナップボタンに限定されるものでは無く、例えば、導電性を有する面ファスナーやクリップ、粘着テープを接続手段77として使用することもできる。このような構成を採用することにより、人体動作監視装置7を継続使用する際に、仮に動作検出センサ部72が劣化した場合であっても、警告情報生成部73が配置される第1ベース領域71aを継続使用しつつ、動作検出センサ部72が配置されるベース部材71の第2ベース領域71bのみを新しいものと交換することが可能となり、本人体動作監視装置の利用者の経済的負担を軽減することが可能となる。また、動作検出センサ部72が配置される第2ベース領域71bのみを取り外して洗濯することが可能となり、清潔な状態で人体動作監視装置7を使用することが可能となる。
 また、上述のようにベース部材71を分割するような構成を採用する場合、図34に示すように2分割構造に限定されるものでは無く、例えば、図35に示すように、ベース部材71の長手方向に沿って3分割に分離可能な構造とし、動作検出センサ部72が配置される第2ベース領域71bの両側に、それぞれ警告情報生成部73が配置される第1ベース領域71aと、固定手段74(雌型面ファスナー742)が配置される第3ベース領域71cとを有するように構成してもよい。なお、第2ベース領域71bと第3ベース領域71cとの接続は、スナップボタンや、面ファスナー、クリップ、粘着テープといった接続手段を介して互いに接続することができる。
 また、上述のように、ベース部材71を複数の領域に分割できるように構成する場合、例えば、警告情報生成部73が有する回路基板731をベース部材71の第1ベース領域71aとして採用し、ベース部材71の第2ベース領域71bと警告情報生成部73(回路基板731)とが直接的に互いに着脱自在に連結できるように構成し、かつ、第2ベース領域71bと警告情報生成部73(回路基板731)とが互いに連結される際に、第2ベース領域71b上の動作検出センサ部72と警告情報生成部73(回路基板731)が備える体動情報検出用回路733とが電気的に接続される状態を形成できるように構成してもよい。つまり、第2ベース領域71bに設けられる導電性の接続手段77(雄型スナップボタン772)と、回路基板731に設けられる導電性の係着手段75(雌型スナップボタン752)とを介して、両者を接続するように構成してもよい。なお、このような構成を採用する場合、ベース部材71の他方の端部領域712に配置される固定手段74(例えば、面ファスナー、スナップボタン、クリップ、粘着テープ等)に対応する固定手段745を回路基板731に設けるように構成し、人体動作監視装置7を生体における腹回り又は胸回りに沿って巻回した状態で、回路基板731とベース部材71の他方の端部領域712とを互いに固定できるように構成することが好ましい。
 また、上記人体動作監視装置7に係る実施形態においては、ベース部材71が帯状の形態となるように構成しているが、このような形態に特に限定されず、例えば、図36に示すように、パンツ型の形態を有するように構成することもできる。ここで、パンツ型とは、おむつ、おむつカバー、パンツ、スパッツ、ガードルといった下着全般の形状を意味する概念である。ベース部材71をパンツ型に構成する場合、動作検出センサ部72は、パンツ型のベース部材71における腹回りに沿って配置されている。特に、パンツ型のベース部材71が、その腹回りにずり落ち防止用のウエストバンド部715を備える場合には、当該ウエストバンド部715の表面側、若しくは、裏面側に、動作検出センサ部72を配置して、ウエストバンド部715と一体的に構成することが好ましい。なお、ウエストバンド部715に重ならない位置であって、該ウエストバンド部715と平行となるように動作検出センサ部72を設置してもよい。また、動作検出センサ部72の配置位置は、ベース部材71の腹側に限定されず、例えば、パンツ型のベース部材71の背側に動作検出センサ部72を配置してもよく、或いは、腹側及び背側に亘って配置してもよい。或いは、腹回りの全周に対応する領域に動作検出センサ部72を配置してもよい。なお、体動情報をより正確に検出するためには、動作検出センサ部72を生地の伸縮性に基づく緊締力で体の定位置、肌側方向に付勢し、好ましくは密着させることが望まれる。シャツなどの上衣の形態の場合、特に就寝中などリラックス状態が望まれる生活シーンにおいて、緊締力によるセンサや生地の密着状態は快適性を損なう可能性がある。それに対してパンツ型のベース部材71におけるウエストバンド部715のようなパンツ型のベース部材71の通常の設計において緊締力や密着性が付与される部分に動作検出センサ部72を配置すれば、着用者の快適性を損なわず、違和感なく必要な情報をより正確に検出し取得することができ好ましい。
 ここで、警告情報生成部73は、パンツ型のベース部材71のどの位置に配置してもよいが、例えば、図36に示すように着用者の下腹部周辺に配置することが好ましい。また、ベース部材71をパンツ型に構成する場合には、上述の係着手段75を介して、警告情報生成部73が、ベース部材71に対して着脱自在に係着できるように構成することが好ましい。
 このようにパンツ型に構成される人体動作監視装置7は、被験者が着用するだけで、該被験者の体動情報(例えば、呼吸情報;呼吸の有無、呼吸サイクル等)を検出することができ、かつ、当該体動情報に基づいて、被験者が呼吸をしていない場合や、呼吸サイクルが異常に速いような場合のように被験者が異常な状態に陥った際に警告音を発するように構成されているため、極めて簡便に被験者の状態を監視することが可能となる。
 また、人体動作監視装置7をパンツ型に構成する場合、例えば、導電性繊維をウエストバンド部715に対して編み込むことにより、動作検出センサ部72をウエストバンド部715と一体化して構成してもよい。このような構成を採用することにより、ウエストバンド部715と動作検出センサ部72との一体性がより一層向上し、体動情報(呼吸情報)の取得を精度よく行うことが可能となる。また、外観デザイン上の違和感を低減させることができることができる。
 また、例えば、ウエストバンド部715をゴム編み等で形成する途中段階において、ゴム編み等される繊維を導電性繊維に変更して、所定領域(例えば、腹部相当領域)に動作検出センサ部72を形成するようにしてもよい。このような構成を採用する場合であっても、上記と同様、ウエストバンド部715と動作検出センサ部72との一体性がより一層向上し、体動情報(呼吸情報)の取得を精度よく行うことが可能になると共に、外観デザイン上の違和感を低減させることができることができる。
 また、図36に示す構成においては、帯状に形成される動作検出センサ部72は、パンツ型のベース部材71の腹側に配置して構成されているが、この動作検出センサ部72における両端部は、骨盤における腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置するように構成してもよい。つまり、動作検出センサ部72における一方の端部を、骨盤における左側の腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置し、他方の端部を骨盤における右側の腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置して構成してもよい。パンツ型の下着は、骨盤における腸骨の上縁部辺りで、ウエストバンド部715がしっかりと固定される傾向にあるため、骨盤における腸骨の左右の上縁部辺りに、動作検出センサ部72における両端部がそれぞれ配置されるように構成することにより、動作検出センサ部72における両端部が身体に対して固定され、呼吸動作に伴う腹囲長の変動を動作検出センサ部72が精度よく検出することが可能となる。なお、動作検出センサ部72における両端部を、それぞれ骨盤における腸骨の左右の上縁部辺りに対応する領域に配置するのではなく、動作検出センサ部72における一方の端部のみを腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置して構成してもよい。
 また、上記人体動作監視装置7に係る実施形態においては、図32に示すように、動作検出センサ部72の形状を直線状に構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、図37(a)(b)に示すように、動作検出センサ部72が、互いに略平行となる複数の平行センサ領域721と、互いに隣接する平行センサ領域721の端部同士を接続する方向転換センサ領域722とを備える蛇行状となるように形成してもよい。このような形態として動作検出センサ部72を構成することにより、ベース部材71の長手方向に沿った伸縮が、複数の平行センサ領域721のそれぞれに発生することになる。つまり、動作検出センサ部72の伸縮量を大きくすることができる結果、動作検出センサ部72における電気抵抗値の変化量を増幅することが可能となり、動作検出センサ部72の体動情報に関する検出感度を向上させることが可能となる。
 また、上記人体動作監視装置7に係る実施形態において、温度検出センサや湿度検出センサを備えるように構成してもよい。温度検出センサは、人体動作監視装置7の着用者の体温や、着用者の衣服内温度を検出するための検出手段であり、湿度検出センサは、着用者の衣服内湿度を検出するための検出手段である。温度検出センサとしては、従来からある様々なセンサ、例えばサーミスタ等各種センサを採用することができる。湿度検出センサとしては、例えば、抵抗変化型、静電変化型等種々のものを採用することができる。これら温度検出センサや湿度検出センサを備えるように構成することにより、被験者が快適な温度状況や湿度状況にいるのかを確認することが可能となる。なお、被験者が温度的に或いは湿度的に異常な状況下におかれている場合に、警告音を発するように構成してもよい。この警告音は、被験者が呼吸をしていない場合や、呼吸サイクルが異常に速いような場合に発せられる警告音と同一であってもよく、或いは、異なるように構成してもよい。また、制御回路734が、温度検出センサや湿度検出センサからの信号(温度、湿度)に基づいて、熱中症指数を算出し、熱中症となる危険性が「大」となる場合に、警告音を発するように構成してもよい。この熱中症に関する警告音についても、被験者が呼吸をしていない場合や、呼吸サイクルが異常に速いような場合に発せられる警告音と同一であってもよく、或いは、異なるように構成してもよい。ここで、熱中症指標とは、熱中症のかかりやすさを表す情報であり、制御回路734は、例えば、室内の温度が25度未満かつ湿度が60%未満であれば、熱中症の危険性「低」、室内の温度が25度以上30度未満且つ湿度が60%以上80%未満であれば、熱中症の危険性「中」、室内の温度が30度以上且つ湿度が60%以上80%未満であれば、熱中症の危険性「大」を表す各熱中症指標を算出するように構成される。また、室内の温度に関係なく湿度が80%以上であっても、熱中症の危険性「大」を表す熱中症指標を制御回路734が算出するように構成される。ここで、温度検出センサや湿度検出センサの設置位置は特に限定されないが、警告情報生成部73が有する回路基板731上に配設することができる。
また、上記人体動作監視装置7に係る実施形態において、加速度センサを備えるように構成してもよい。加速度センサを用いることで、被験者が就寝中(安静にしている)の状態であることや、活動中(例えば歩行)の状態であることなどを推定できる。また、例えば、加速度センサから推定した活動中は体動情報検出センサ3を用いた体動情報を取得せず、就寝中と推定されるときのみ体動情報検出センサ3を用いた体動情報を取得するといった制御も可能になる。この場合、体動情報検出センサ3の抵抗値を測定するために必要な電力を一定時間削減することができるため、この制御を行わないときにくらべ、長時間の連続動作を実現することができ、更に、呼吸情報以外の体動情報を考慮しない装置構成とすることもできる。
 また、上記実施形態の人体動作監視装置7において、心拍検出センサを備えるように構成してもよい。心拍検出センサは、人体動作監視装置7の着用者の心拍情報を検出するための検出手段である。心拍検出センサとしては、例えば、2つの電極間における電位差から心拍信号を検出できるセンサを例示することができる。心拍検出センサを構成する各電極は、着用者の体に密着させて配置されることが好ましいため、ベース部材71における着用者の体に密着する面(内側の面)に配置することが好ましい。ベース部材71上における各電極の設置位置としては、例えば、人体動作監視装置7を着用した際に、各電極が左右の腰近傍部分にそれぞれ配置されるような位置に設置することが好ましい。なお、ベース部材71をパンツ型に形成する場合には、左右の太ももの付け根あたりに対応するベース部材71の位置にそれぞれ設置してもよい。なお、心拍信号の検出精度を高めるために、例えば、腹部領域に設置される第3の電極(中間極)を設けるようにして心拍検出センサを構成してもよい。また、心拍検出センサを設けるように構成する場合、当該心拍検出センサにて検出される心拍情報に異常がみられる場合、例えば、心拍数が異常に低い(例えば、成人の場合:心拍数が60回/分未満、乳幼児の場合:心拍数が100回/分未満)、或いは以上に高い(例えば、成人の場合:心拍数が100回/分以上、乳幼児の場合:心拍数が140回/分以上)といったような場合に、警告音を発するように構成してもよい。この警告音は、被験者が呼吸をしていない場合や、呼吸サイクルが異常に速いような場合に発せられる警告音と同一であってもよく、或いは、異なるように構成してもよい。
 また、上記人体動作監視装置7に係る実施形態においては、ベース部材712上に、スピーカ735を有する警告情報生成部73を配置するように構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、ベース部材71上に配置される警告情報生成部73からスピーカ735を省略すると共に、該警告情報生成部73が通信回路を備えるように構成し、当該通信回路を介して、スマートホン等の携帯端末やパーソナルコンピューターといった外部の処理装置に警告に関する情報を送信し、外部の処理装置が有するスピーカ735から警告音を発生するように構成してもよい。また、上記実施形態において、警告情報生成部73の構成として、制御回路734及びスピーカ735を、スマートホン等の携帯端末やパーソナルコンピューターといった外部の処理装置が備えるように構成すると共に、警告情報生成部73が通信回路を備えるように構成し、当該通信回路を介して、体動情報検出用回路733に入力された信号を外部の処理装置が有する制御回路734に送信し、当該制御回路734にて警告音発生のための出力信号を生成して、スピーカ735から警告音を発するようにしてもよい。また、スマートホンなどの外部の処理装置において、体動情報の記録を残すように構成しても良い。なお、外部の処理装置と通信回路との接続は、無線接続の他、有線接続を採用してもよい。また、通信回路を介して外部の処理装置に警告に関する情報を送信するように構成する場合、スピーカ735から警告音を発生する構成に替えて、又は、スピーカ735から警告音を発生する構成と共に、外部の処理装置における表示部(モニター等)に、着用者(被験者)が異常な状態に陥ったことを示す警告表示を映し出すように構成してもよい。
1 導電性伸縮糸
2 導電性伸縮編地
21,210 導電性伸縮編地(本発明編地)
22 導電パーツ
23,230 非導電部
10,10A,10B 導電糸
11 弾性糸
200 センサ
220 センサ本体
240 短絡部
250 信号取り出し部
260 補強布
300 制御部(コントローラ)
310 演算ユニット
320 無線通信ユニット
330 電源ユニット
340 検出回路
350 信号接続部
3 人体動作検出用装着具
31 下衣本体
32 ウエストバンド部
33 動作検出センサ部
33b 第2動作検出センサ部
34 心拍検出センサ
35 端子部
36 コネクタ部
361 回路基板
362 温度検出センサ
363 位置情報検出センサ
364 呼吸情報検出用回路
365 心拍検出用回路
366 通信回路
367 バッテリー
368 制御部
37 スナップボタン
5 人体動作検出用装着具
51 誘電体層
52 第1導電層
521 第1電極部
522 第1非導電部
53 第2導電層
531 第2電極部
532 第2非導電部
54 エラストマー基材
55 接着層
7 人体動作監視装置
71 ベース部材
71a 第1ベース領域
71b 第2ベース領域
72 動作検出センサ部
73 警告情報生成部
74 固定手段
75 係着手段
77 接続手段

 

Claims (29)

  1.  人体の一部に装着して、装着した人体の動作を検出する装着具であって、
     導電糸を含み、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する動作検出センサ部を備える人体動作検出用装着具。
  2.  前記動作検出センサ部は、伸長時と非伸長時とで電気的特性が変化する導電性伸縮編地と、前記導電性伸縮編地が取り付けられた、伸縮性を備えた生地とを含み、
     伸長抵抗が前記導電性伸縮編地よりも前記生地のほうが大きい、請求項1に記載の人体動作検出用装着具。
  3.  前記生地が、人体に接して装着される身生地である、請求項2に記載の人体動作検出用装着具。
  4.  前記導電性伸縮編地および前記生地の少なくともいずれかが、人体の一部に接して装着される身生地に取り付けられている、請求項2に記載の人体動作検出用装着具。
  5.  前記導電性伸縮編地は、編組織においてループが繋がって進む方向をコース方向又はコースと定義する編地であって、
     前記ループが導電糸によって形成されていると共に、弾性糸が前記コース方向で引き締め力を生じる配置で設けられており、
     編地の非伸長時には前記弾性糸による引き締め力によりコース方向で隣接する前記導電糸のループ同士が接触状態を保持する一方で編地のコース方向への伸長時には前記導電糸のループ同士が前記弾性糸による引き締め力に抗して離反可能となっている電気抵抗の可変特性を備えている、請求項2から請求項4のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  6.  前記導電性伸縮編地は、少なくとも一部に導電性伸縮糸を用いて編成した編地で構成され、前記編地の電気抵抗値が前記編地の伸長率と相関して変化する可変抵抗特性を備えている導電性伸縮編地であって、
     前記導電性伸縮糸は、芯部に弾性糸を用い、前記芯部を被覆する被覆部に導電糸を用いたカバリング糸で構成され、前記カバリング糸の電気抵抗値が前記カバリング糸の伸長率と相関して変化する可変抵抗特性を備えている、請求項2から請求項4のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  7. 人体の下半身に着用される非導電性素材で形成される下衣本体を更に備えており、
    前記動作検出センサ部は、前記下衣本体に設けられている請求項1から6のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  8.  前記動作検出センサ部は、帯状に形成されており、一方の端部は、腸骨の上縁部辺りに対応する領域に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の人体動作検出用装着具。
  9.  前記下衣本体は、その腰回りにウエストバンド部を備えており、
     前記動作検出センサ部は、前記ウエストバンド部の周方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項7又は8に記載の人体動作検出用装着具。
  10.  前記動作検出センサ部は、前記ウエストバンド部と一体に形成されていることを特徴とする請求項9に記載の人体動作検出用装着具。
  11.  前記動作検出センサ部は、導電性繊維から構成されていることを特徴とする請求項7から10のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  12.  前記下衣本体は、パンツ、スパッツ、タイツ、ガードル、ステテコ、パジャマのズボンのいずれかであることを特徴とする請求項7から11のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  13.  前記動作検出センサ部は、
    伸縮性を有する誘電体層と、
     前記誘電体層の一方面及び他方面のそれぞれに設けられる伸縮性を有する第1導電層及び第2導電層とを備え、
     前記第1導電層は、導電糸から形成される帯状の第1電極部を備えており、
     50%伸長時の前記第1電極部の抵抗変化率が20%以下であり、
     伸縮に伴う前記第1導電層と前記第2導電層との間における容量変化を検出可能な短冊状の請求項1から4、請求項7から12のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  14.  前記第2導電層は、導電糸から形成される帯状の第2電極部を備えており、
     前記第2電極部は、前記誘電体層を介して前記第1電極部に対向する位置に配置されている請求項13に記載の人体動作検出用装着具。
  15.  前記第1導電層は、前記第1電極部を複数備えており、前記各第1電極部は、互いに所定間隔を空けて平行に配置され、
     前記第2導電層は、前記第2電極部を複数備えており、前記各第2電極部は、互いに所定間隔を空けて平行に配置され、
     前記各第1電極部と前記各第2電極部とは、前記誘電体層を介して対向配置されている請求項13又は14に記載の人体動作検出用装着具。
  16.  前記第2導電層は、前記第1電極部の面積よりも広い面積を有する第2電極部を備えており、
     前記第2電極部は、前記誘電体層を介して前記第1電極部に対向する位置に配置されている請求項13から15のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  17.  前記第1導電層は、前記第1電極部を複数備え、前記各第1電極部は、互いに所定間隔を空けて平行に配置されており、
     前記第2導電層は、前記複数の第1電極部が配置される領域の面積よりも広い面積を有する第2電極部を備えており、
     前記第2電極部は、前記誘電体層を介して前記複数の第1電極部が配置される領域に対向する位置に配置されている請求項13から15のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  18.  前記導電糸は、絶縁被覆層により被覆されている請求項13から17のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  19.  前記絶縁被覆層は、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、PFA、PVDF、ETFE等のフッ素系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ホルマール(ポリビニルホルマール)、ブチラール(ポリビニルブチラール)の群から選ばれる少なくとも1つから形成される請求項18に記載の人体動作検出用装着具。
  20.  前記誘電体層は、伸縮性の布帛を含む請求項13から19のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  21.  前記第1電極部は、伸縮異方性を有している請求項13から20のいずれかに記載の人体動作検出用装着具。
  22.  前記第1電極部は、長手方向50%伸長時の短手方向の寸法変化率が、5%未満に構成される請求項21に記載の人体動作検出用装着具。
  23.  生体に装着され、伸縮によって電気抵抗値が変化する帯状の動作検出センサ部と、
     前記動作検出センサ部からの検出情報に基づいて警告に関する情報を生成する警告情報生成部とを備えることを特徴とする人体動作監視装置。
  24.  前記動作検出センサ部及び前記警告情報生成部が配置される非導電性繊維からなる長尺状のベース部材を備え、
     前記ベース部材は、伸縮性を有する領域を少なくとも一部に備えると共に、生体における腹回り又は胸回りに沿って巻回した状態を維持する固定手段を備えており、
     前記動作検出センサ部は、前記警告情報生成部と電気的に接続される状態で前記伸縮性を有する領域に配置されていることを特徴とする請求項23に記載の人体動作監視装置。
  25.  前記ベース部材の長手方向に沿って前記動作検出センサ部が配置されていることを特徴とする請求項24に記載の人体動作監視装置。
  26.  前記ベース部材は、その長手方向に沿って、前記警告情報生成部が配置される第1ベース領域と、前記動作検出センサ部が配置される第2ベース領域とに分離可能に構成されており、前記第1ベース領域及び前記第2ベース領域とは、接続手段により着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項24又は25に記載の人体動作監視装置。
  27.  前記動作検出センサ部及び前記警告情報生成部が配置される非導電性繊維からなるパンツ型のベース部材を備え、
     前記動作検出センサ部は、パンツ型の前記ベース部材における腹回りに沿って配置されていることを特徴とする請求項23に記載の人体動作監視装置。
  28.  前記警告情報生成部は、係着手段により前記ベース部材に着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項24から27のいずれかに記載の人体動作監視装置。
  29.  前記動作検出センサ部は、互いに略平行となる複数の平行センサ領域と、各平行センサ領域の端部同士を接続する方向転換センサ領域とを備える蛇行状に形成されていることを特徴とする請求項23から28のいずれかに記載の人体動作監視装置。

     
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