(57)【要約】【課題】簡素な製造工程で製作でき、しかも経時的な感度の低下を抑制して、長期にわたり安定した特性が得られる積層型センサを提供する。【解決手段】伸縮性基材２に重畳配置される可撓性の積層型センサ３であって、伸縮性の絶縁層６と、前記絶縁層を挟んで対向配置された一対の伸縮性の導電性布帛４，５と、各導電性布帛が前記絶縁層に接合された接着層８ａ，８ｂと、を備えて構成され、前記導電性布帛４，５は、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域に、複数のコースにわたって導電糸が添え糸編み編成された平編地、または、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域を挟んで、導電糸を用いた帯状の導電性編地領域が編成された平編地で構成され、コース方向が伸縮方向に沿うように配されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮性基材に重畳配置される可撓性の積層型センサであって、
伸縮性の絶縁層と、前記絶縁層を挟んで対向配置された一対の伸縮性の導電性布帛と、各導電性布帛が前記絶縁層に接合された接着層と、を備えて構成され、
前記導電性布帛は、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域に、複数のコースにわたって導電糸が添え糸編み編成された平編地、または、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域を挟んで、導電糸を用いた帯状の導電性編地領域が編成された平編地で構成され、コース方向が伸縮方向に沿うように配されている積層型センサ。
【請求項２】
前記一対の導電性布帛は、ループが表出した裏面が前記絶縁層に対向するように前記絶縁層に接合されている請求項１記載の積層型センサ。
【請求項３】
請求項１または２記載の積層型センサが伸縮性基材に重畳して配置され、前記伸縮性基材と前記積層型センサとの接触面が遊離した状態で、前記伸縮性基材と一体に伸縮可能に固定されている機械電気変換装置。
【請求項４】
前記積層型センサを挟んで前記伸縮性基材に対向配置された伸縮性の被覆層を備え、
前記積層型センサは、前記被覆層に形成された接着層により前記伸縮性基材に固定されている請求項３記載の機械電気変換装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の積層型センサが伸縮性基材に重畳して配置され、前記伸縮性基材と前記積層型センサとの接触面が接着層を介して、前記伸縮性基材と一体に伸縮可能に固定されている機械電気変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮性基材に重畳配置される可撓性の積層型センサ及び機械電気変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
身に纏う衣服などに機械電気変換装置を取り付けて、着用者の身体の動きなどを計測することを目的とするセンサ付き衣服が注目されている。
【０００３】
特許文献１には、編物又は織物の伸縮を静電容量の変化として検出することにより、検知システムとしての消費電力を抑制する引張変形検知布が提案されている。
【０００４】
当該引張変形検知布は、複数の導電糸を含んで構成された編物又は織物を一方向に伸縮自在にすると共に、その伸縮に伴って前記導電糸の隣接するもの同士の間隔が変化し、その隣接する導電糸同士間は絶縁状態が維持されるように構成され、隣接する各導電糸の端部が静電容量を測定するための一対の電極とされていることを特徴とする。
【０００５】
具体的に、導電性繊維を含む芯と、該芯の周りを絶縁性繊維で覆う鞘とから成る導電糸を複数本を用いて天竺編みとした編物を、編み込まれた導電糸の両端を結ぶ方向が伸縮方向とされ、各導電糸の端部が静電容量を測定するための一対の電極とする構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１７７５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した引張変形検知布は、絶縁性繊維で被覆された導電糸の其々に対して、端部の被覆部から導電糸を露出させて外部電極に接続するための工程が必要となり、非常に手間の掛かる作業が必要となる。
【０００８】
また、例えば引張変形検知布を平面で伸縮する場合と曲面で伸縮する場合では、同じ伸縮の程度であっても隣接導電糸の間隔が異なるために出力値が異なり、被装着者の正確な動きを検出するのが困難であるという問題や、高い耐久性能が得られないという問題あった。
【０００９】
本発明の目的は、上述の問題に鑑み、簡素な製造工程で製作でき、しかも経時的な感度の低下を抑制して、長期にわたり安定した特性が得られる積層型センサ及び機械電気変換装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、本発明による積層型センサの第一の特徴構成は、伸縮性基材に重畳配置される可撓性の積層型センサであって、伸縮性の絶縁層と、前記絶縁層を挟んで対向配置された一対の伸縮性の導電性布帛と、各導電性布帛が前記絶縁層に接合された接着層と、を備えて構成され、前記導電性布帛は、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域に、複数のコースにわたって導電糸が添え糸編み編成された平編地、または、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域を挟んで、導電糸を用いた帯状の導電性編地領域が編成された平編地で構成され、コース方向が伸縮方向に沿うように配されている点にある。
【００１１】
平編地で構成される一対の伸縮性の導電性布帛が、接着層を介して伸縮性の絶縁層の両面に積層されることにより、一対の導電性布帛が対向電極となる静電容量型のセンサが形成される。そして、絶縁層に接合される導電性布帛が平編地で構成されていると、表面に大きな凹凸が形成されるリブ編地などと異なり、平坦な編地面となるため、絶縁層との間での十分な接着面積が確保されて強力な接着力が得られるようになり、接着部の剥離などに起因する経時的な感度の低下が抑制され、長期にわたり安定した特性が得られるようになる。しかも、コース方向が伸縮方向に沿うように配されているために充分な伸縮性が発揮されるようになる。
【００１２】
同第二の特徴構成は、上述の第一の特徴構成に加えて、前記一対の導電性布帛は、ループが表出した裏面が前記絶縁層に対向するように前記絶縁層に接合されている点にある。
【００１３】
平編地で構成される導電性布帛のシンカーループ及びニードルループの双方のループが表出した裏面は、伸長時及び収縮時の何れであっても表面に比べて平坦度合いが高く、しかも伸縮方向に沿って其々のループが直線状に配列されるため、当該裏面が絶縁層に接合されることでより強固な接着力が得られる。
【００１４】
本発明による機械電気変換装置の第一の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成を備えた積層型センサが伸縮性基材に重畳して配置され、前記伸縮性基材と前記積層型センサとの接触面が遊離した状態で、前記伸縮性基材と一体に伸縮可能に固定されている点にある。
【００１５】
伸縮性基材が積層型センサの取付対象に対するアタッチメントとして機能するため、積層型センサの耐衝撃特性を含めた耐久性がより向上する。そして、伸縮性基材と積層型センサとの接触面が遊離した状態で伸縮性基材と一体に伸縮可能に固定されることにより、伸縮時に伸縮性基材と積層型センサとの接触面を介して積層型センサを構成する導電性布帛と絶縁層との間に剥離が生じるようなストレスがかかることが無いので、より一層耐久性がより向上する。
【００１６】
同第二の特徴構成は、上述の第一の特徴構成に加えて、前記積層型センサを挟んで前記伸縮性基材に対向配置された伸縮性の被覆層を備え、前記積層型センサは、前記被覆層に形成された接着層により前記伸縮性基材に固定されている点にある。
【００１７】
伸縮性基材の伸縮に伴って、接着層を介して伸縮性基材に接着された被覆層が伸縮し、当該被覆層に形成された接着層を介して当該被覆層に接着された積層型センサが伸縮することで、積層型センサが伸縮性基材と一体に伸縮するようになる。このとき、積層型センサの一方の面は伸縮性基材で覆われ、他方の面は被覆層で覆われるので、良好な耐環境特性が得られる。
【００１８】
同第三の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成を備えた積層型センサが伸縮性基材に重畳して配置され、前記伸縮性基材と前記積層型センサとの接触面が接着層を介して、前記伸縮性基材と一体に伸縮可能に固定されている点にある。
【００１９】
積層型センサが接着層を介して伸縮性基材に固定されることにより、シンプルな構造の機械電気変換装置が実現できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡素な製造工程で製作でき、しかも経時的な感度の低下を抑制して、長期にわたり安定した特性が得られる積層型センサ及び機械電気変換装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は本発明による積層型センサが組み込まれた機械電気変換装置の説明図で、積層型センサを固定するための表層の絶縁層（破線）が設けられる前の説明図、（ｂ）は表層の絶縁層で積層型センサを構成する電極（破線）が被覆された後の説明図、（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｄ）は機械電気変換装置が組み込まれた衣類（サポータ）の説明図
【図２】導電性布帛の説明図
【図３】（ａ）平編地のループの表出面とは反対の面（表面）の収縮状態（左図）と伸長状態（右図）の対比説明図、（ｂ）は平編地のループの表出面（裏面）の収縮状態（左図）と伸長状態（右図）の対比説明図
【図４】別実施形態を示す導電性布帛の説明図
【図５】（ａ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ線断面、（ｂ）から（ｇ）はその出力特性図
【図６】（ａ）は別実施形態を示す機械電気変換装置の断面図、（ｂ）から（ｇ）はその出力特性図
【図７】（ａ）は比較例を示す機械電気変換装置の断面図、（ｂ）から（ｇ）はその出力特性図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による積層型センサ及び機械電気変換装置を、図面に基づいて説明する。
【００２３】
［機械電気変換装置の構成］
図１（ｄ）に示すように、本発明による積層型センサ３を用いた機械電気変換装置１は、肘部の関節や膝部の関節などに装着するサポータ１００に組み込まれている。サポータ１００は、関節部に捲回する支持帯１０１と、支持帯１０１の端部１０２，１０３を固定する面ファスナー１０４を備え、肘や膝に対向する位置に機械電気変換装置１が取り付けられている。図１（ｄ）中、符号１１０で示す装置は、機械電気変換装置１の電気特性を計測し、無線出力する信号処理装置であり、サポータ１００を装着した状態で肘や膝の関節を屈伸すると、機械電気変換装置１が伸縮してその機械的な動きが電気信号として取り出される。
【００２４】
機械電気変換装置１の一対の接続電極１５と信号処理装置１１０の接続電極１１５とがそれぞれ一対の雌型及び雄型のスナップボタンで構成され、サポータ１００に着脱自在に取り付けられる。なお、スナップボタンのようなフック部材を接続電極として用いる以外に、接続用のコネクタが先端に配されたリード線を引き出すように構成してもよい。
【００２５】
信号処理装置１１０から発信された電気信号は受信部を備えた計測機器で受信され、被装着者の関節部の運動状態がモニタ可能に構成されている。
【００２６】
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、機械電気変換装置１は、伸縮性基材２の一例である織ゴム生地２と、織ゴム生地２に重畳配置された可撓性の積層型センサ３（以下、「センサ部３」と記す。）を備えて構成されている。センサ部３は、絶縁層６と、絶縁層６を挟んで対向配置され、接着層を介して絶縁層６に接合された一対の伸縮性の導電性布帛４，５を備えて構成されている。
【００２７】
さらに、センサ部３を被覆するように配された被覆層７を介してセンサ部３が織ゴム生地２に固定され、織ゴム生地２の両端が背面に折り返されて取付用のループを形成するように縫着されている。被覆層７として絶縁層６と同様の素材を用いることができ、以下では被覆層７を表層の絶縁層７とも表記する。
【００２８】
図１（ａ）では、導電性布帛４，５が帯状を呈し、下層の導電性布帛４の幅より上層の導電性布帛５の幅が狭い形状であるが、上下同幅であってもよいし、逆に下層の導電性布帛４の幅より上層の導電性布帛５の幅が広い形状であってもよい。
【００２９】
センサ部３は、一対の伸縮性の導電性布帛４，５が絶縁層６を挟んで対向配置される一対の対向電極として機能し、織ゴム生地２の伸縮に伴って、一対の伸縮性の導電性布帛４，５及び絶縁層６が伸縮するという機械的な形状の変化を、静電容量の変化として検出する積層型の静電容量センサとなる。
【００３０】
即ち、絶縁層６を挟んで対向配置された一対の伸縮性の導電性布帛４，５が伸長すると、電極として機能する導電性布帛４，５の面積Ｓが大きくなるとともに、電極間の距離ｄが短くなるため、静電容量（Ｃ∝Ｓ／ｄ）が増大する。逆に導電性布帛４，５が収縮すると、電極として機能する導電性布帛４，５の面積Ｓが小さくなるとともに、電極間の距離ｄが長くなるため、静電容量（Ｃ∝Ｓ／ｄ）が減少する。
【００３１】
機械電気変換装置を構成するセンサ部３が、織ゴム生地２の伸縮に伴って伸縮する導電性布帛４，５の抵抗値の変化を検出する可変抵抗器で構成されていてもよい。
【００３２】
図１（ａ）には、表層の絶縁層７（図中、破線で示す。）が設けられる前の平面視の機械電気変換装置１が示され、図１（ｂ）は表層の絶縁層７で電極４，５（図中、破線で示す。）が被覆された後の平面視の機械電気変換装置１が示され、図１（ｃ）には、図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面が示されている。
【００３３】
図５（ａ）には、図１（ｂ）のＢ−Ｂ線断面が示されている。図５（ａ）に示すように、センサ部３は、絶縁層６を挟むように配置された導電性布帛４，５が其々接着層８ａ，８ｂを介して接合されている。そして、下側面に接着層８ｃが形成された表層の絶縁層７により、織ゴム生地２に重畳するように配置されたセンサ部３が織ゴム生地２に接着固定されている。
【００３４】
つまり、センサ部３を挟んで伸縮性基材２に対向配置された被覆層７を備え、センサ部３は、被覆層７に形成された接着層８ｃにより伸縮性基材２に固定されている。詳述すると、導電性布帛４と織ゴム生地２が接着剤で直接的に固定されるのではなく、接着層８ｃを介して表層絶縁層７とセンサ部３が接着固定され、さらに接着層８ｃを介して表層絶縁層７の縁部と織ゴム生地２とが接着されることにより、センサ部３と織ゴム生地２とが一体的に伸縮するように構成されている。
【００３５】
本実施形態では、センサ部３を構成する上層の導電性布帛５及び下層の導電性布帛５の縁部が接着層８ｃを介して表層絶縁層７と接着されているが、上層の導電性布帛５のみが接着層８ｃを介して表層絶縁層７と接着されていてもよい。
【００３６】
接着層８ｃを介した表層絶縁層７とセンサ部３との接着領域は、表層絶縁層７に対するセンサ部３の対向面の全面であることが好ましいが、センサ部３と織ゴム生地２とが一体的に伸縮する限り、少なくともセンサ部３の対向面の長手方向に沿う両端縁部が接着固定されていればよい。
【００３７】
伸縮性基材２とセンサ部３との接触面が遊離した状態で、センサ部３が伸縮性基材２に固定されるので、伸縮性基材２とセンサ部３とが伸縮する際にセンサ部３を構成する絶縁層６と導電性布帛４，５との間の接着層に剥離に到るような大きなストレスがかかることが無いため、長期にわたり着用者の動きを適切に検出することができるようになる。
【００３８】
また被覆層７と伸縮性基材２の間でセンサ部３が被覆されるので、例えばセンサ部３が外力によって損傷するような事態を回避でき、被覆層７及び伸縮性基材２が防湿加工されていればセンサ部３に対する良好な防湿性が得られる。
【００３９】
以上の通り、当該機械電気変換装置１の製造方法は、伸縮性基材２にセンサ部３が重畳配置された機械電気変換装置１の製造方法であって、センサ部３は、絶縁層６と、絶縁層６を挟んで対向配置された一対の伸縮性の導電性布帛４，５と、各導電性布帛４，５が絶縁層６に接合された接着層８ａ，８ｂと、を備えて構成され、伸縮性基材２とセンサ部３との接触面が遊離した状態で、センサ部３を伸縮性基材２に固定するように構成され、センサ部３を挟んで伸縮性基材２に被覆層７を対向配置し、被覆層７に形成された接着層８ｃによりセンサ部３を伸縮性基材２に固定するように構成されている。
【００４０】
なお、伸縮性基材２とセンサ部３との接触面が遊離した状態とは、伸縮性基材２とセンサ部３との接触面同士の相対的な変位が可能な状態を意味する。上述したセンサ部３の接触面の全域で相対的な変位が可能な状態であることが好ましいが、センサ部３の接触面の一部の微小箇所で相対的な変位が抑制されるものの、大半の領域で相対的な変位が可能な状態も含む概念であり、伸縮性基材２とセンサ部３との対向面が接触した状態以外に対向面の間に空間が形成された状態を含む概念である。
【００４１】
［伸縮性の導電性布帛］
図２には、電極を構成する伸縮性の導電性布帛４，５の組織図の一例が示されている。当該導電性布帛４，５は、絶縁性の弾性糸ｙ１を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域に、複数のコースにわたって導電糸ｙ２が添え糸編み編成された帯状の平編地で構成され、編地のコース方向が導電性布帛４，５の伸縮方向となるように伸縮性基材２に配されている。
【００４２】
導電性布帛４，５を、コース方向が長手方向に沿うように配された帯状の平編地で構成すれば、表面に大きな凹凸が形成されるリブ編地などと異なり、平坦な編地面となるため、絶縁層６との間での十分な接着面積が確保されて強力な接着力が得られるようになり、接着部の剥離などに起因する経時的な感度の低下が抑制され、長期にわたり安定した特性が得られるようになる。しかも、コース方向が伸縮方向に沿うように配されているために充分な伸縮性が発揮されるようになる。
【００４３】
例えば、絶縁糸ｙ１としてポリウレタン弾性糸が好適に用いられ、導電糸ｙ２として、ナイロンなどの樹脂繊維や綿糸などの天然繊維、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用い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に用いられる。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い。
【００４４】
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。本実施形態ではナイロンやポリエステルで構成されるマルチフィラメントに銀メッキした糸が用いられている。導電糸の繊度は３３ｄｔｅｘ〜４００ｄｔｅｘが好ましい。特には７０ｄｔｅｘ〜３００ｄｔｅｘが好ましい。導電糸２ｙとして芯糸に金属成分を被着させた金属メッキ糸を用いる例を説明したが、例えば、日本新素材株式会社製のシルベルンＺＡＧ（登録商標）などにように、天然繊維や合成繊維に銀イオンを付着させた銀イオン糸を用いることも可能である。
【００４５】
また、導電糸とポリウレタン糸を添え糸編み編成し、編み立て後にヒートセット加工することによりポリウレタン糸が熱変形して銀メッキ糸の交編部に融着することにより解れ止め加工された編地を用いることができる。その場合、当該編地から所望の電極幅に対応した帯状領域を切り出せばよく、切断部から解れが生じることもない保形性が安定した導電性布帛４，５が得られる。
【００４６】
図４には、電極を構成する伸縮性の導電性布帛４，５の組織図の他の例が示されている。導電性布帛４，５は、絶縁性の弾性糸ｙ１を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域を挟んで、導電糸ｙ２を用いた帯状の導電性編地領域が複数コース編成された平編地で構成されている。図４では、導電性編地領域が３コース編成された例を示しているが、導電性編地領域は十数コースから数十コース編成されることが好ましい。
【００４７】
さらに、導電性編地領域の端部でコース方向に編成された導電糸ｙ２に絶縁糸ｙ１が添え糸編み編成され、絶縁糸ｙ１が交絡部で熱融着または熱合着されていることが好ましい。絶縁糸ｙ１として低融点ポリウレタン糸が好適に用いられ、ヒートセット処理により絶縁糸ｙ１が交絡部で熱融着または熱合着されることにより、隣接配置された帯状の導電性編地領域の両端側の絶縁性編地領域が切断された場合でも、絶縁糸ｙ１が交絡部で熱融着または熱合着されていれば、切断エッジで解れが生じることがない。その場合、帯状の導電性編地領域で構成される所望の電極幅に加えて、その両端側に添え糸編み編成された絶縁性編地領域を含めて幅広となるように切り出すことで、導電性編地領域の両端を絶縁性編地領域で保護できるようになる。
【００４８】
なお、解れ止め機能を実現するための熱融着材料または熱合着材料としてポリウレタン弾性糸を好適に用いることができる。熱融着材料と熱合着材料との差異は、半溶融状態からの冷却により生じる結合力の強弱によって区別すればよく、結合力が強い（熱融着）ものは熱融着材料とし、これよりも結合力が弱い（合着）ものは熱合着材料とする。この区別は明確とは言えず曖昧模糊とした部分を含むが、要はヒートセットによって導電糸の交差部を含めて結合できる材料であればよい。
【００４９】
具体的には、熱融着材料の代表例として、融点が９０℃〜１８０℃の範囲の低融点のポリウレタン糸で２０ｄｔｅｘ〜３００ｄｔｅｘの繊度のモノフィラメントまたはマルチフィラメントを用いることが好ましい。中でも４０ｄｔｅｘ〜１５０ｄｔｅｘの繊度とするのが特に好ましい。絶縁糸としてポリウレタンを単独で用いてもよいし、「芯糸」にポリウレタンを用い「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、シート状ハーネス生地１に撥水性、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、ポリウレタン弾性糸に代えて熱可塑性のエラストマー材料で構成される繊維糸を採用することも可能である。
【００５０】
熱合着材料として、ポリウレタンウレア弾性繊維のような圧縮変形特性を備えた弾性糸を用いることが可能である。ヒートセット加工等の加熱によりポリウレタンウレア弾性繊維同士またはポリウレタンウレア弾性繊維と相手糸との接触点でポリウレタンウレア弾性繊維の圧縮変形が発生し、ポリウレタンウレア弾性繊維同士またはポリウレタンウレア弾性繊維への相手糸の固着が生じるため、編地からのポリウレタンウレア弾性繊維や相手糸が抜けにくくなり、カールやほつれが抑制された編地を得ることができる。
【００５１】
このような地組織に対して、導電糸ｙ２の混用方法として、既に説明した添え糸編（プレーティング編）以外に、インレイ、引き揃え、フロート編、交編、又は複合糸の少なくとも一つから選択される形態を採用することができる。少なくとも、導電性編地領域２の端部でコース方向に編成された導電糸２ｙに絶縁糸３ｙが添え糸編み編成されていればよく、導電性編地領域２と絶縁性編地領域３とが交互に編成される編地であってもよい。
【００５２】
［絶縁層と接着層］
絶縁層６，７として、伸縮性を備えたエラストマシートを用いることができ、例えば融点が２００℃程度のポリウレタンシートを好適に用いることができる。絶縁層６としてポリウレタンシートの両面にホットメルト接着剤層を形成し、導電性布帛４，５を両側に重畳した状態で熱圧着することによりセンサ部３を構成することができる。ホットメルト接着剤層が接着層８ａ，８ｂとなる。
【００５３】
さらに、伸縮性基材２上に重畳配置したセンサ部３の上方から、絶縁層７として下面にホットメルト接着剤層を形成したポリウレタンシートを被覆し、熱圧着することにより、センサ部３が伸縮性基材２に固定される。ホットメルト接着剤層が接着層８ｃとなる。
【００５４】
ホットメルト接着剤として、例えば、ポリウレタン系ホットメルト樹脂、ポリエステル系ホットメルト樹脂、ポリアミド系ホットメルト樹脂、ＥＶＡ系ホットメルト樹脂、ポリオレフィン系ホットメルト樹脂、スチレン系エラストマー樹脂、湿気硬化型ウレタン系ホットメルト樹脂、反応型ホットメルト樹脂等が挙げられる。中でも反応型ホットメルト樹脂は、接着強度が高く、しかも短時間での接着が可能な点で特に好ましい。
【００５５】
平編地の表裏何れの面が絶縁層６と接合される構成であってもよいが、ループが表出した裏面が絶縁層６に対向するように絶縁層６と接合されることが好ましい。
【００５６】
図３（ａ）には、図２で説明した平編地の表面、つまり、シンカーループ及びニードルループ双方のループの表出面とは反対の面の収縮状態（左図）と伸長状態（右図）の写真画像が示され、図３（ｂ）には、上述した平編地の裏面、つまり、シンカーループ及びニードルループ双方のループの表出面の収縮状態（左図）と伸長状態（右図）の写真画像が示されている。
【００５７】
平編地の表面ではウエール方向に連なる糸に遊びが無く、伸長時にウエール方向に沿って部分的に凹状の空隙が形成される。この空隙が接着層８ａ，８ｂに対して剥離力として作用し、多数回の深救を繰り返すうちに、接着力が低下することになる。
【００５８】
平編地で構成される導電性布帛のシンカーループ及びニードルループの双方のループが表出した裏面は、糸に十分な遊びが有り、伸長時及び収縮時の何れであっても表面に比べて平坦度合いが高く、しかも伸縮方向に沿って其々のループが直線状に配列されるため、当該裏面が絶縁層に接合されることでより強固な接着力が得られる。
【００５９】
また、添え糸編み編成される場合に、弾性糸ｙ１としてポリウレタン糸を用いた地組織に導電糸を添え糸編み編成する場合に、ループが表出した裏面側に主にポリウレタン糸が露出するため、ポリウレタン系などホットメルト接着剤との相性がよく、強固に接着できる点でも好ましい。
【００６０】
［伸縮性基材］
伸縮性基材２として、織ゴム生地を用いた例を説明したが、織ゴム生地以外の伸縮性を有する布帛を用いることも可能である。伸縮性を備えた編地や織地の布帛で伸縮性基材を構成することで、身体の動きなどを計測するための衣類に好適に機械電気変換装置を組み込むことができるようになる。
【００６１】
［機械電気変換装置の他の構成］
センサ部３を伸縮性基材に固定する態様として、図６（ａ）に示すように、センサ部３を構成する導電性布帛４，５の一方の面を、接着層８ｄを介して伸縮性基材２に接合してもよい。
【００６２】
以上説明した実施形態では、機械電気変換装置１がサポータ１００に組み込まれる例を説明したが、本発明による機械電気変換装置１はサポータ以外の衣類に適用することも可能であり、被着用者の動作状態をモニタする任意の用途に用いることができる。例えば、スポーツ用の衣類であるコンプレッションタイプのシャツやパンツの身生地に組み込み、任意の関節部位の動きをモニタすることができる。
【実施例】
【００６３】
図５（ａ）、図６（ａ）に示した構成の機械電気変換装置１をサンプル１，２とし、図７（ａ）に示した比較例としてのサンプル３として製作した。
【００６４】
サンプル１，２，３を構成する伸縮性基材２は、何れも同一素材、同一形状の織ゴム生地を用い、サンプル１，２には、導電性布帛４，５としてナイロン糸を芯糸として銀メッキした導電糸とポリウレタン糸とを添え糸編み編成した平編地を用い、サンプル３には、導電性布帛４，５としてナイロン糸を芯糸として銀メッキした導電糸を用いたフライス編地を用いている。何れもコース方向が長手方向に沿う帯状に形成している。また、絶縁層６，７として厚さ８０μｍ，４０μｍの高融点（約２００℃）のポリウレタンフィルムを用いている。
【００６５】
サンプル１，３は、導電性布帛４，５が平編地とフライス編地である点を除き、同一構成である。サンプル２は接着層８ａ，８ｂ，８ｄとして熱圧着用の低融点（約１２０℃）のポリウレタン接着シート（モビロン５０：日清紡テキスタイル株式会社）が用いられている。
【００６６】
各サンプルの一方の電極に周波数１０ｋＨｚのパルス信号源を接続し、他方の電極に一端が接地された抵抗とコンデンサの並列回路を接続し、他方の電極と当該並列回路との接続点の電位を、信号処理回路を用いて検出することで、伸縮に伴う静電容量の変化を検出した。
【００６７】
サンプル１〜３の其々を其々３６％の伸長率で、１０秒間隔で２回伸長した際の電圧波形を、初回、１０００回、５０００回、と繰り返した場合の特性が、図５（ｂ）〜（ｇ）、図６（ｂ）〜（ｇ）、図７（ｂ）〜（ｇ）に其々示されている。各図の横軸は時間、縦軸は相対的な電圧値を示している。其々初回測定時の基底値とピーク値を一点鎖線で示している。
【００６８】
サンプル３に対応する図７（ｂ）〜（ｇ）では、１００００回までの間に大きな感度低下は現れないが、それ以上の繰返し試験では顕著な感度低下が現れた。また、出力波形の基底値が初回測定時の基底値に対して上下に変動する不安定な特性が確認された。
【００６９】
サンプル１に対応する図５（ｂ）〜（ｇ）では、１００００回までの間に感度低下は現れず、また５０００００回、１０００００回でも大きな感度低下は見られなかった。また、出力波形の基底値も初回測定時の基底値に対して殆ど変動することが無く安定した特性が得られた。
【００７０】
サンプル２に対応する図６（ｂ）〜（ｇ）では、１０００回までの間に大きな感度低下は現れず、また５０００００回、１０００００回で感度低下が大きくなったが、サンプル４に比較してその程度は低いことが判明した。出力波形の基底値は５０００回までは初回測定時の基底値に対して殆ど変動することが無く安定した特性が得られたが、それ以降は初回測定時の基底値に対して下方に変動する特性が確認された。
【００７１】
感度が大きく低下したサンプル３を解析すると、導電性布帛４，５と絶縁層６との間の接着層８ａ，８ｂに部分的に大きな剥離が生じていたが、サンプル１では全く剥離が発生しておらず、また、サンプル２でも顕著な剥離は確認されなかった。導電性布帛４，５としてフライス編地を採用したサンプル３では伸縮が繰り返されるに連れて接着層８ａ，８ｂの接着力が低下して剥離に到ったと判断できる。それに対して導電性布帛４，５として平編地を用いたサンプル１，２では、接着層８ａ，８ｂを介して強力に接着されているため、大きな剥離が生じなかったと判断される。
【００７２】
なお、サンプル１，２は、何れも導電性布帛４，５が、平編地のループが表出した裏面が絶縁層６に対向するように絶縁層６に接合されている。表面が絶縁層６に対向するように絶縁層６に接合されたサンプルについても同様に評価を行なったところ、何れもサンプル３より特性の低下の程度が低いものの、サンプル１，２よりは低下の程度が僅かに大きかった。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明による機械電気変換装置は、人の身体の動きをモニタするウェアラブルデバイス用の衣服に組み込まれて広く活用される。
【符号の説明】
【００７４】
１：機械電気変換装置
２：伸縮性基材
３：積層型センサ（センサ部）
４，５：伸縮性の導電性布帛（電極）
６：絶縁層
７：被覆層（表層の絶縁層）
８ａ，８ｂ，８ｃ:接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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