(57)【要約】本発明は、被験者の身体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間密着させていても不快感を生じにくく、被験者の身体との安定した接触を維持でき、生産性も向上できる脳波測定に適した生体電極を提供することを課題とし、当該課題は、被験者の身体に接触する電極部材と、前記電極部材を支持する導電性の支持部材とを有し、少なくとも前記電極部材は導電性ゴムからなり、前記導電性ゴムは、室温硬化型の液状シリコーンゴムと、凝集状の銀粉とフレーク状の銀粉とを含んでなり、前記支持部材から複数の前記電極部材がブラシ状に突出するように設けられ、脳波測定に用いられる生体電極により解決される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の身体に接触する電極部材と、前記電極部材を支持する導電性の支持部材とを有し、少なくとも前記電極部材は導電性ゴムからなり、
前記導電性ゴムは、シリコーンゴムと銀粉とを含んでなり、
前記支持部材から複数の前記電極部材がブラシ状に突出するように設けられ、脳波測定に用いられることを特徴とする生体電極。
【請求項２】
前記シリコーンゴムは、室温硬化型の液状シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１記載の生体電極。
【請求項３】
前記銀粉は、凝集状の銀粉とフレーク状の銀粉とを含んでなることを特徴とする請求項１又は２記載の生体電極。
【請求項４】
前記電極部材は、丸みを帯びた尖端を有する柱状の形状を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の生体電極。
【請求項５】
前記電極部材は、前記支持部材に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の生体電極。
【請求項６】
前記支持部材に凸部が設けられると共に、前記電極部材に凹部が設けられており、
前記電極部材は、前記凹部を前記凸部に嵌合させることによって前記支持部材に取付けられていることを特徴とする請求項５記載の生体電極。
【請求項７】
前記支持部材に凹部が設けられており、
前記電極部材は、該電極部材の根元部を前記凹部に嵌合させることによって前記支持部材に取付けられていることを特徴とする請求項５記載の生体電極。
【請求項８】
前記電極部材は、複数の該電極部材の根元部が基底部となって一体的に形成されていることを特徴とする請求項７記載の生体電極。
【請求項９】
前記支持部材は、金属製又は炭素粒子導電性ゴムからなることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の生体電極。
【請求項１０】
前記電極部材と前記支持部材は、前記導電性ゴムによって一体成形されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の生体電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体電極に関し、より詳しくは、被験者の身体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間密着させていても不快を生じにくく、被験者の身体との安定した接触を維持でき、生産性も向上できる生体電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療施設等において被験者の健康状態を診断するために、被験者の身体に生体電極を配し、各種の電気信号を検出することが行われている。例えば、被験者の頭皮に電極を配することによって脳波の計測が行われる。このような生体電極は、極力装着中の違和感のないものが求められる。特に就寝中の脳波の測定を行う場合、就寝の妨げにならないようにすることが求められる。また健康な人に対しても体や心の状態を把握することは健康維持のために重要である。このような需要に対しても、身体に長時間密着させていても不快を感じさせない生体電極が求められる。【０００３】
従来、脳波測定用の生体電極として、銀、金などの高導電性金属からなる薄板を皿状の形状に加工した皿電極が使用されている。しかし、これらの金属製の生体電極材料は、皮膚との密着性が悪く、皮膚からの電気信号の検知が不十分なため、皮膚にゲル、クリーム及びペーストなどを塗布する必要がある。この場合、使用した塗布物が頭髪等に残留し、不快感をもたらすため、洗髪などの後処理が必要になる。【０００４】
ゲル、クリーム及びペーストなどを塗布する必要がない電極として、金属製のプローブを用いたもの（特許文献１）や、導電性ゲルや電解質吸水部材を用いたもの（特許文献２）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２４８３０６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４４０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のように金属製のプローブを用いる場合は、金属が硬質であるため、装着時に痛みを生じ易く、また金属製のプローブを頭皮に密着させるためにバネを使用するなど構造が複雑であるため生産性を向上することが困難である。【０００７】
また、特許文献２のように導電性ゲルや電解質吸水部材を用いる場合は、乾燥による性能低下や、湿っていることによる不快感などがある。また、導電性ゲルや電解質吸水部材のみでは、先端が尖った形状にすることが困難であることに加え、剛性が得られにくく、こしがない。このため、生体に密着させるために、他の部材で補強する必要がある。【０００８】
そこで本発明の課題は、被験者の身体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間密着させていても不快感を生じにくく、被験者の身体との安定した接触を維持でき、生産性も向上できる脳波測定に適した生体電極を提供することにある。【０００９】
さらに本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記課題は、以下の各発明によって解決される。【００１１】
１．
被験者の身体に接触する電極部材と、前記電極部材を支持する導電性の支持部材とを有し、少なくとも前記電極部材は導電性ゴムからなり、
前記導電性ゴムは、シリコーンゴムと銀粉とを含んでなり、
前記支持部材から複数の前記電極部材がブラシ状に突出するように設けられ、脳波測定に用いられることを特徴とする生体電極。
２．
前記シリコーンゴムは、室温硬化型の液状シリコーンゴムであることを特徴とする前記１記載の生体電極。
３．
前記銀粉は、凝集状の銀粉とフレーク状の銀粉とを含んでなることを特徴とする前記１又は２記載の生体電極。
４．
前記電極部材は、丸みを帯びた尖端を有する柱状の形状を有することを特徴とする前記１〜３の何れかに記載の生体電極。
５．
前記電極部材は、前記支持部材に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする前記１〜４の何れかに記載の生体電極。
６．
前記支持部材に凸部が設けられると共に、前記電極部材に凹部が設けられており、
前記電極部材は、前記凹部を前記凸部に嵌合させることによって前記支持部材に取付けられていることを特徴とする前記５記載の生体電極。
７．
前記支持部材に凹部が設けられており、
前記電極部材は、該電極部材の根元部を前記凹部に嵌合させることによって前記支持部材に取付けられていることを特徴とする前記５記載の生体電極。
８．
前記電極部材は、複数の該電極部材の根元部が基底部となって一体的に形成されていることを特徴とする前記７記載の生体電極。
９．
前記支持部材は、金属製又は炭素粒子導電性ゴムからなることを特徴とする前記１〜８の何れかに記載の生体電極。
１０．
前記電極部材と前記支持部材は、前記導電性ゴムによって一体成形されていることを特徴とする前記１〜８の何れかに記載の生体電極。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被験者の身体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間密着させていても不快感を生じにくく、被験者の身体との安定した接触を維持でき、構成も簡易であり、安価に生産できる脳波測定に適した生体電極を提供することができる。【００１３】
また、本発明によれば、毛髪等をすり抜けて頭皮に容易に接触させることができる生体電極を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る生体電極を脳波測定用に使用した一例の説明図
【図２】生体電極の斜視図
【図３】凹凸式取付け機構の一例を説明する図であり、（ａ）は電極部材が未装着の支持部材の一例を説明する平面図、（ｂ）はその側面図
【図４】図３に示す支持部材に電極部材が装着された状態を示す断面図
【図５】圧入式取付け機構の一例を説明する図であり、（ａ）は電極部材が未装着時の支持部材を示す平面図、（ｂ）はその側面図
【図６】図５に示す支持部材に電極部材が装着された状態を示す断面図
【図７】複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は、（ａ）中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う一部切り欠き側面図
【図８】複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、（ａ）はその上面斜視図、（ｂ）はその底面斜視図
【図９】複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図及び側面図中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う縦断面図、（ｃ）はその底面図
【図１０】図８に示す複数の電極部材を説明する図であり、（ａ）はその上面斜視図、（ｂ）はその底面斜視図
【図１１】図８に示す複数の電極部材を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその底面図
【図１２】図８に示す支持部材を説明する図であり、（ａ）はその上面斜視図、（ｂ）はその底面斜視図
【図１３】図８に示す支持部材を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図及び側面図中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う縦断面図、（ｃ）はその底面図
【図１４】図８に示す支持部材の他の例及び複数の電極部材を説明する斜視図
【図１５】複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、（ａ）はその上面斜視図、（ｂ）はその底面斜視図
【図１６】複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図及び側面図中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う縦断面図、（ｃ）はその底面図
【図１７】図１５に示す複数の電極部材を説明する図であり、（ａ）はその上面斜視図、（ｂ）はその底面斜視図
【図１８】図１５に示す複数の電極部材を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその底面図
【図１９】図１５に示す支持部材を説明する図であり、（ａ）はその上面斜視図、（ｂ）はその底面斜視図
【図２０】図１５に示す支持部材を説明する図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図及び側面図中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う縦断面図、（ｃ）はその底面図
【図２１】生体電極を用いて測定した成人男性の脳波波形を表す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る生体電極は、電極部材を被検者の身体と接触させて、被験者の身体からの電気信号を感知するか、電気刺激を生体に伝達するか、又は、前記感知と前記伝達の双方を行うために、好適に用いることができる。具体的には、例えば、医療用計測器、ウェアラブル計測器、健康モニタリング機器等の生体電極として用いることができる。特に本発明に係る生体電極は、電気信号として脳波を測定する際に好適に用いることができる。
【００１６】
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る生体電極を脳波測定用に使用した一例の説明図、図２はこの生体電極部分の斜視図である。以下は、本発明に係る生体電極において、支持部材２と電極部材３の全体が導電性ゴムによって一体成形される実施態様について主に説明する。
【００１８】
本発明の生体電極１は、被験者の身体に接触する電極部材と、前記電極部材を支持する導電性の支持部材とを有し、少なくとも前記電極部材は導電性ゴムからなり、前記導電性ゴムは、室温硬化型の液状シリコーンゴムと、凝集状の銀粉とフレーク状の銀粉とを含んでなり、前記支持部材から複数の前記電極部材がブラシ状に突出するように設けられ、脳波測定に用いられることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成を備える生体電極は、ゴムからなる柔軟性電極であるため、生体への密着性が良好であり、長時間密着させていても不快感を与えない。
【００２０】
該生体電極１の使用方法としては、例えば、ネット状に形成された脳波用電極キャップ４や図示しないヘッドバンド等で保持され、被験者５の頭部の所定の測定部位に装着されることによって使用される。
【００２１】
電極部材３を形成する導電性ゴムは、室温硬化型の液状シリコーンゴムと、凝集状及びフレーク状の銀粉とを含んでなる。
従来、導電性ゴムとしてゴムに炭素系の粒子を配合したものが用いられてきた。このような炭素系の粒子を配合した導電性ゴムは、柔軟性と弾力性とを有するため、電極材料として適していると考えられていたが、導電性の点で更なる改良の余地があった。また、炭素系の粒子を配合した導電性ゴムによって生体電極を形成すると、皮膚との接触インピーダンスが高くなるため、被験者の生体から電気信号を測定する際にノイズが混入しやすいという課題があった。
また、従来の生体電極では、毛髪等をすり抜けて頭皮に容易に接触させることにおいて、更なる改善の余地があった。
本発明の生体電極は、上述のような課題を解決した生体電極を提供することができ、且つ、被験者の身体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間密着させていても不快感を生じにくく、被験者の身体との安定した接触を維持でき、生産性も向上でき、且つ、脳波測定に適している。また、ブラシのような立体形状であっても、高い導電性を発現し、ノイズの少ない安定した測定が可能である。
【００２２】
また、このとき、ゲル等を使用する必要がないので、ドライ条件での測定においても安定に測定でき、使用方法も簡易である。
【００２３】
本発明において、電極部材３を形成する導電性ゴムのベースゴムとして、室温硬化型の液状シリコーンゴムを選択する。
【００２４】
本発明で用いられるシリコーンゴムとしては、室温硬化型のシリコーンゴムを用いることができる。室温硬化型シリコーンゴムとは、硬化前には液状又はペースト状であって、通常２０℃〜１００℃で硬化反応が進行してゴム弾性体となるシリコーンゴムである。硬化反応には、空気中の湿気（水分）によって徐々に進むものと、主剤に硬化剤を加えることによって直ちに進行するものとがあり、本発明においては何れのタイプのものでも使用することができる。尚、湿気硬化形のものを１成分型、硬化剤を加えるものを２成分型と分類することもある。
【００２５】
室温硬化型の液状シリコーンゴムとしては、市販品を用いることができる。例えば、市販品として、信越化学工業社製「ＫＥ−１０６」や「ＣＡＴ−ＲＧ」等を用いることができる。また、液状シリコーンゴムは、一種のシリコーンゴムを単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【００２６】
本発明において導電性ゴムに含まれる銀粉は、凝集状の銀粉やフレーク状の銀粉などから選ばれる少なくとも一種を含むことができる。
【００２７】
凝集状の銀粉とは、複数の粒子状の１次粒子が３次元上に凝集したものを指し、ＤＯＷＡ社製「Ｇ−３５」等を例示することができる。
【００２８】
フレーク状の銀粉とは、形状が鱗片状のものを指し、ＤＯＷＡ社製「ＦＡ−Ｄ−３」等を例示することができる。
【００２９】
凝集状の銀粉、フレーク状の銀粉の平均粒子径は格別限定されないが、例えば凝集状の場合は、４μｍ〜８μｍの範囲、フレーク状の場合は、５μｍ〜１５μｍの範囲のものが好ましい。
平均粒子径は、電子顕微鏡写真により測定し、算術平均により算出した平均直径である。
【００３０】
凝集状の銀粉、フレーク状の銀粉の総配合量は、導電性を付与できる範囲で適宜設定できるが、例えば、液状シリコーンゴム１００重量部に対して、５０重量部〜５００重量部の範囲であることが好ましく、１００重量部〜３００重量部の範囲であることが特に好ましい。
【００３１】
凝集状の銀粉とフレーク状の銀粉の含有比率は、凝集状のものとフレーク状のものを同比率にすることが好ましい。
【００３２】
電極部材３を形成する導電性ゴムは、上述した成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、他の成分を更に含むことができる。他の成分として、例えば、補強剤、乾式シリカなどの充填材、老化防止剤、加工助剤、可塑剤等のゴム工業で一般的に使用されている配合剤を、適宜配合することができる。
【００３３】
支持部材２は、電極部材３を支持するためのものである。支持部材２の具体的な形状は格別限定されないが、例えば図２に示されるような円板状に形成することができる。
【００３４】
支持部材２の電極部材３が突出していない端面に、端子２１を突設することができる。この端子２１は、例えば図示しない測定装置からの接続配線１１を電気的に接続するために用いられる。端子２１の形状は、接続配線１１と電気的に接続可能なものであればよく、格別限定されない。
【００３５】
この端子２１は、導電性ゴムによって支持部材２に一体に形成されているが、支持部材２とは別体に形成したものであってもよい。端子２１を支持部材２と別体に形成する場合、端子２１は接続配線１１との電気的接続に適した材質によって形成することができる。例えば、端子２１を金属製とし、導電性接着剤によって支持部材２の表面に接着したり、一部が表面から突出するように支持部材２内に埋設したりすることができる。
【００３６】
本実施形態に示す電極部材３は、支持部材２の一端面からブラシ状に複数本突出するように設けられている。各々の電極部材３の形状は、被験者の身体に対して良好に接触できる形状であれば格別限定されないが、図２に示されるように、砲弾状の形状を有することが好ましい。砲弾状の形状とは、丸みを帯びた尖端を有する柱状の形状を意味する。本実施形態のように脳波測定に用いる場合、砲弾状の電極部材３をブラシ状に複数本突出させることにより、電極部材３の先端を、毛髪等をすり抜けて頭皮に容易に接触させることができる。また、各々の電極部材３の尖端が丸みを帯びた形状となっていることにより、頭皮にソフトに接触するため、被験者に不快感を与えることがない。各々の電極部材３の形状は、前述の通り格別限定されないので、図示の形状に限定されず、被験者の身体の測定部位、電気信号の種類等に応じた適宜の数及び形状で、支持部材によって支持されるように設けることができる。
【００３７】
なお、電極部材３の具体的な突出長さ、太さ、本数は特に限定されない。例えば毛髪をすり抜けて頭皮に接触でき、且つ頭皮からの脱落を防止するために毛髪と適度に絡むことができるように、電極部材３の突出長さ、太さ、本数が適宜設定される。
【００３８】
この生体電極１は、被験者の身体と接触する電極部材３が導電性ゴムにより形成されているため、ゴムの柔軟性と弾力性により被検者の身体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間接触させていても不快感を生じにくく、被験者の身体との安定した接触を維持できる効果が得られる。
【００３９】
また、この生体電極１の電極部材３は、芯材等を用いることなく１つの部材（導電性ゴム）によって形作られているので、構造が単純であり生産性を向上できる効果が得られる。しかも、この生体電極１は、支持部材２と電極部材３の全体が導電性ゴムによって一体成形されているため、取り扱いも容易である。
【００４０】
さらに、生体電極１による被験者の身体への密着性は、電極部材３を構成するゴムの柔軟性と弾力性に由来するものであり、導電性ゲルや電解質吸水部材に依拠するものではない。このため、導電性ゲルや電解質吸水部材を用いる場合における乾燥に伴う密着性の低下を生じない効果も得られる。
【００４１】
以上の実施形態では、支持部材２と電極部材３とを導電性ゴムによって一体成形したが、これら支持部材２と電極部材３は、それぞれ別体に形成されたものであってもよい。
【００４２】
このように支持部材２と電極部材３を別体に形成する場合、電極部材３は、支持部材２に対して、例えば導電性接着剤などを用いて接着して固定することにより、支持部材２に電気的に接続されるように設けることができる。
【００４３】
この場合、電極部材３は、支持部材２に対して着脱可能に設けられることが好ましい。これにより、支持部材２に対して電極部材３のみを交換することが可能となる。特に電極部材３は、直接被験者の身体に接触するため、感染症の予防等から電極部材３の交換を頻繁に行う要請が高い部位である。このため、電極部材３を支持部材２に対して着脱可能とすることにより、衛生面からも好ましい生体電極とすることができる。また、電極部材３の一部が破損した場合など、電極部材３の交換を低コストで容易に行うことができる。
【００４４】
次に、このように電極部材３を支持部材２に対して着脱可能に設けるための具体的な取付け構造について説明する。
【００４５】
支持部材２に対して電極部材３を着脱可能にするための具体的な取付け構造としては、例えば以下に説明する凹凸式取付け機構や圧入式取付け機構が挙げられる。
【００４６】
図３、図４は、凹凸式取付け機構を用いた生体電極の一例を説明する図である。図３（ａ）は電極部材が未装着の支持部材の一例を説明する平面図、図３（ｂ）はその側面図である。図４は、図３に示す支持部材に電極部材が装着された状態を示す断面図である。
【００４７】
この凹凸式取付け機構における生体電極１０は、電極部材３の取付け面となる支持部材２の端面に複数の凸部２２が突出形成されている。一方、電極部材３の底面には、この凸部２２に嵌合可能な凹部３１が形成されている。凸部２２の外径は、凹部３１の内径よりも僅かに大きく形成されている。
【００４８】
電極部材３を支持部材２に取り付ける際、各電極部材３の凹部３１を、支持部材２の凸部２２にそれぞれ嵌合させる。これにより、電極部材３は凸部２２にそれぞれ圧入嵌合され、支持部材２から突出するように固定される。電極部材３を支持部材２から脱離させる際は、電極部材３を支持部材２から引っ張ることにより、容易に脱離させることができる。
【００４９】
このような凹凸式取付け機構は、上記に限定されず、支持部材２に複数の凹部を形成し、電極部材３に凸部を形成したものであってもよい。
【００５０】
次に、図５及び図６は圧入式取付け機構の一例を説明する図である。図５（ａ）は電極部材が未装着時の支持部材を示す平面図、図５（ｂ）はその側面図である。図６は、図５に示す支持部材に電極部材が装着された状態を示す断面図である。
【００５１】
圧入式取付け機構における生体電極２０は、電極部材３の取付け面となる支持部材２の端面に複数の凹部２３が形成されている。凹部２３の内径は、電極部材３の根元部３ａの外径よりも僅かに小さく形成されている。
【００５２】
電極部材３を支持部材２に取り付ける際、各電極部材３の根元部３ａを、支持部材２の凹部２３にそれぞれ圧入させる。これにより、電極部材３は凹部２３にそれぞれ圧入嵌合され、支持部材２から突出するように固定される。電極部材３を脱離させる際は、電極部材３を支持部材２から引っ張ることにより、容易に脱離させることができる。
【００５３】
以上説明した何れの取付け機構においても、電極部材３は、上記したように導電性ゴムによって形成されているため、凸部２２や凹部２３への嵌合時に若干変形した状態で取り付けられる。このとき、電極部材３はゴムの復元力によって、凸部２２の外周面に対して締め付けるように密着し、また、凹部２３の内周面に対して外側に向けて押圧するように密着する。このため、電極部材３は、支持部材２に対して安定した取り付け状態で電気的に接続される。また、電極部材３の意図しない脱離も好適に防止できる。
【００５４】
電極部材３の着脱可能な取付け構造は、電極部材３と支持部材２の電気的な接続を確保できるものであれば、以上説明した凹凸式や圧入式に限定されるものではない。例えば、図示しないが、電極部材３は支持部材２に対してそれぞれ螺合させることによって着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。
【００５５】
図３〜図６に示した生体電極１０、２０は、複数のブラシ状の電極部材３が支持部材２に対して互いに独立して設けられる場合について示したが、以下に示すように、複数の電極部材３は一体化された構成であってもよい。
【００５６】
図７は、複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、図７（ａ）はその平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う一部切り欠き側面図である。
【００５７】
図７に示す生体電極３０は、複数の電極部材３が共通の基底部３２によって一体化された構成を有している。これにより、複数のブラシ状の電極部材３が基底部３２を介して一括して支持部材２に取り付けられている。
【００５８】
基底部３２は、電極部材３と同じ導電性ゴムによって一体成形されている。基底部３２の形状は格別限定されないが、例えば、図７に示したように支持部材２と同様の円板状に形成することができる。
【００５９】
この基底部３２によって一体化された電極部材３を支持部材２に取り付ける方法は、例えば、導電性接着剤などを用いて接着して固定することができる。このとき、基底部３２によって一体化された電極部材３は、支持部材２に対して着脱可能であることが好ましい。複数の電極部材３を一括して取付け（製造）及び交換できるため、取付時（製造時）及び交換時の作業効率を向上させることができる。
【００６０】
図７に示す生体電極３０では、基底部３２の周囲に環状の嵌合部３３が設けられている。一方、支持部材２には、電極部材３が装着される端面の外周に、この嵌合部３３と係合する段部２４が設けられている。そして、基底部３２の嵌合部３３が支持部材２の段部２４に嵌合することによって、複数の電極部材３が支持部材２から突出するように取り付け固定されている。
【００６１】
このとき、基底部３２はゴムの弾性によって支持部材２に対して若干変形された状態で取り付けられる。これにより、基底部３２と支持部材２は、基底部３２のゴムの復元力によって、嵌合部３３と段部２４のみならず、基底部３２の端面と支持部材２の端面との広い面積で接触することができる。このため、両者の電気的接続をより向上させることができる。
【００６２】
支持部材と基底部３２との具体的な取り付け構造は上記構造に何ら限定されない。例えば、図示しないが、支持部材２に突出する嵌合部を設け、電極部材３の基底部３２に段部を設けるようにしてもよい。また、基底部３２を支持部材２に対して螺合させることによって、電極部材３が支持部材２に着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。
【００６３】
このように電極部材３を支持部材２に対して着脱可能とした生体電極１０、２０、３０は、支持部材２と電極部材３の両方を、上記した導電性ゴムによって形成することができる。このとき、支持部材２と電極部材３とは別体であることから、支持部材２と電極部材３とは、同一の材質で形成してもよいし、異なる材質で形成してもよい。支持部材２と電極部材３とを異なる材質で形成する場合には、電極部材３は導電性ゴムによって形成し、支持部材２は導電性ゴムとは別の導電性を有する材質で形成することができる。導電性ゴムとは別の導電性を有する材質とは、電極部材３を支持するために適した導電性を有する材質によって形成する。具体的な材質は格別限定されないが、電極部材３を安定して支持できるだけの強度と加工性を有する観点から、例えば、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属や、炭素系の粒子を配合した導電性ゴムとすることができる。これにより、電極部材３の安定した支持と、接続配線１１（図２）との電気的接続に最適な支持部材２を構成することができる。
【００６４】
また、この態様における生体電極１０、２０、３０も、被験者の身体に接触する電極部材３は導電性ゴムによって形成されているので、上記した生体電極１と同様に、ゴムの柔軟性と弾力性により生体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間接触させていても不快感を生じにくく、頭皮等との安定した接触を維持できる効果があることはもちろんである。
【００６５】
さらに、この生体電極１０、２０，３０の電極部材３も、芯材等を用いることなく１つの部材（導電性ゴム）によって形作られているので、構造が単純であり生産性を向上できる効果が得られる。
【００６６】
図８は、複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、図８（ａ）はその上面斜視図、図８（ｂ）はその底面斜視図である。
図９は、複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、図９（ａ）はその平面図、図９（ｂ）はその側面図及び側面図中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う縦断面図、図９（ｃ）はその底面図である。
【００６７】
図８及び図９に示す生体電極４０は、複数の電極部材３の根元部が基底部３２となって一体的に形成された構成を有している。これにより、複数のブラシ状の電極部材３が基底部３２を介して一括して支持部材２に取り付けられている。
【００６８】
基底部３２は、電極部材３と同じ導電性ゴムによって一体成形されている。基底部３２の形状は格別限定されないが、例えば、図８及び図９に示したように支持部材２と同様の円板状に形成することができる。
【００６９】
この基底部３２によって一体化された電極部材３を支持部材２に取り付ける方法は、例えば、導電性接着剤などを用いて接着して固定することができる。このとき、基底部３２によって一体化された電極部材３は、支持部材２に対して着脱可能であることが好ましい。複数の電極部材３を一括して取付け（製造）及び交換できるため、取付時（製造時）及び交換時の作業効率を向上させることができる。
【００７０】
図１０は、図８に示す複数の電極部材を説明する図であり、図１０（ａ）はその上面斜視図、図１０（ｂ）はその底面斜視図である。
図１１は、図８に示す複数の電極部材を説明する図であり、図１１（ａ）はその平面図、図１１（ｂ）はその側面図、図１１（ｃ）はその底面図である。
図１２は、図８に示す支持部材を説明する図であり、図１２（ａ）はその上面斜視図、図１２（ｂ）はその底面斜視図である。
図１３は、図８に示す支持部材を説明する図であり、図１３（ａ）はその平面図、図１３（ｂ）はその側面図及び側面図中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う縦断面図、図１３（ｃ）はその底面図である。
【００７１】
図８及び図９に示す生体電極４０では、図１０及び図１１に示すように、基底部３２には、支持部材２の取付け面となる端面（図１０中の上面）に複数の円柱状の凸部３４が突出形成されている。一方、図１２及び図１３に示すように、支持部材２の端面（図１２中の底面）には、凸部３４が嵌合可能な凹部２３が形成されている。凹部２３の内径は、凸部３４の外径よりも僅かに小さく形成されている。
【００７２】
凸部３４は、基底部３２に対して、等角度間隔に設けられていることが好ましく、図１０に示す例では１２０°間隔で３個の凸部３４が設けられている。凸部３４の個数は特に限定されず、１８０°間隔で２個、９０°間隔で４個、６０°間隔で６個など、種々の数とすることができる。
【００７３】
凹部２３は、支持部材２に対して、凸部３４に対応して、等角度間隔に設けられていることが好ましく、図１０に示す例では１２０°間隔で３個の凹部２３が設けられている。凹部２３の個数も特に限定されず、凸部３４の数に対応して、種々の数とすることができる。
【００７４】
凸部３４及び凹部２３が等角度間隔に設けられていることにより、支持部材２に対して基底部３２を当該角度間隔分回転させた位置においても、支持部材２に基底部３２を取付けることができ、取付けが容易である。
【００７５】
図１４は、図８に示す支持部材の他の例及び複数の電極部材を説明する斜視図である。
【００７６】
また、図１４に示すように、凹部２３の個数は、凸部３４の数に一致させる必要はない。図１４に示す例では、４０°間隔で９個の凹部２３が設けられている。凸部３４が１２０°間隔で３個設けられているので、凹部２３の数は、凸部３４の数の３倍となっている。すなわち、凹部２３の数は、凸部３４が１８０°間隔で２個であるときに、９０°間隔で４個、６０°間隔で６個、４５°間隔で８個など、また、凸部３４が１２０°間隔で３個であるときに、６０°間隔で６個、図１４に示すように、４０°間隔で９個や、３０°間隔で１２個など、さらに、凸部３４が９０°間隔で４個であるときに、４５°間隔で８個、３０°間隔で１２個など、凸部３４の数の整数倍とすることが好ましい。
【００７７】
凸部３４及び凹部２３が等角度間隔に設けられ、凹部２３の数が凸部３４の数の整数倍であることにより、支持部材２に対して基底部３２を凹部２３の角度間隔分回転させた位置においても、支持部材２に基底部３２を取付けることができ、取付けが容易である。なお、この場合には、凹部２３の角度間隔は、凸部３４の角度間隔の整数分の一である。
【００７８】
電極部材３を支持部材２に取り付ける際、基底部３２の凸部３４を、支持部材２の凹部２３にそれぞれ嵌合させる。これにより、凸部３４は凹部２３にそれぞれ圧入嵌合され、基底部３２が支持部材２に固定される。このとき、基底部３２はゴムの弾性によって支持部材２に対して若干変形された状態で取り付けられる。これにより、基底部３２と支持部材２とは、基底部３２のゴムの復元力によって、凸部３４と凹部２３のみならず、基底部３２の端面と支持部材２の端面との広い面積で接触することができる。このため、両者の電気的接続をより向上させることができる。
【００７９】
電極部材３を支持部材２から脱離させる際は、基底部３２を支持部材２から引っ張ることにより、容易に脱離させることができる。
【００８０】
このような凹凸式取付け機構は、上記に限定されず、支持部材２に複数の凸部３４を形成し、基底部３２に凹部２３を形成したものであってもよい。
【００８１】
支持部材２の電極部材３が取付けられない端面には、端子台２１ａを介して、端子２１が突設されている。この端子２１は、例えば図示しない測定装置からの接続配線を電気的に接続するために用いられる。端子２１の形状は、接続配線と電気的に接続可能なものであればよく、格別限定されない。
【００８２】
この端子２１は、導電性ゴムによって支持部材２に一体に形成されているが、支持部材２とは別体に形成したものであってもよい。端子２１を支持部材２と別体に形成する場合、端子２１は接続配線との電気的接続に適した材質によって形成することができる。例えば、端子２１を金属製とし、導電性接着剤によって支持部材２の表面に接着したり、一部が表面から突出するように支持部材２内に埋設したりすることができる。
【００８３】
このように電極部材３を支持部材２に対して着脱可能とした生体電極４０は、支持部材２と電極部材３の両方を、上記した導電性ゴムによって形成することができる。このとき、支持部材２と電極部材３とは別体であることから、支持部材２と電極部材３とは、同一の材質で形成してもよいし、異なる材質で形成してもよい。支持部材２と電極部材３とを異なる材質で形成する場合には、電極部材３は導電性ゴムによって形成し、支持部材２は導電性ゴムとは別の導電性を有する材質で形成することができる。導電性ゴムとは別の導電性を有する材質とは、電極部材３を支持するために適した導電性を有する材質によって形成する。具体的な材質は格別限定されないが、電極部材３を安定して支持できるだけの強度と加工性を有する観点から、例えば、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属や、炭素系の粒子を配合した導電性ゴムとすることができる。これにより、電極部材３の安定した支持と、接続配線１１（図２）との電気的接続に最適な支持部材２を構成することができる。
【００８４】
また、この態様における生体電極４０も、上記した生体電極１と同様に、ゴムの柔軟性と弾力性により生体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間接触させていても不快感を生じにくく、頭皮等との安定した接触を維持できる。
【００８５】
さらに、この生体電極４０の電極部材３は、芯材等を用いることなく、また、基底部３２とともに１つの部材（導電性ゴム）によって形作られているので、電極部材が一度で成形でき、生産性を向上できる。
【００８６】
図１５は、複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、図１５（ａ）はその上面斜視図、図１５（ｂ）はその底面斜視図である。
図１６は、複数の電極部材が一体化された態様の一例を説明する図であり、図１６（ａ）はその平面図、図１６（ｂ）はその側面図及び側面図中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う縦断面図、図１６（ｃ）はその底面図である。
図１７は、図１５に示す複数の電極部材を説明する図であり、図１７（ａ）はその上面斜視図、図１７（ｂ）はその底面斜視図である。
図１８は、図１５に示す複数の電極部材を説明する図であり、図１８（ａ）はその平面図、図１８（ｂ）はその側面図、図１８（ｃ）はその底面図である。
図１９は、図１５に示す支持部材を説明する図であり、図１９（ａ）はその上面斜視図、図１９（ｂ）はその底面斜視図である。
図２０は、図１５に示す支持部材を説明する図であり、図２０（ａ）はその平面図、図２０（ｂ）はその側面図及び側面図中の（ｂ）−（ｂ）線に沿う縦断面図、図２０（ｃ）はその底面図である。
【００８７】
図１５及び図１６に示す生体電極５０は、上記した生体電極４０と同様に、複数の電極部材３の根元部が基底部３２となって一体的に形成された構成を有している。これにより、複数のブラシ状の電極部材３が基底部３２を介して一括して支持部材２に取り付けられている。基底部３２は、電極部材３と同じ導電性ゴムによって一体成形されている。基底部３２の形状は格別限定されないが、例えば、図１５及び図１６に示したように支持部材２と同様の円板状に形成することができる。
【００８８】
図１５及び図１６に示す生体電極５０では、図１７及び図１８に示すように、基底部３２には、支持部材２の取付け面となる端面（図１０中の上面）に円筒状の環状凸部３５が突出形成されている。一方、図１９及び図２０に示すように、支持部材２の端面（図１９中の底面）には、環状凸部３５が嵌合可能な環状凹部２５が形成されている。環状凸部３５の壁厚は、環状凹部２５の幅よりも僅かに大きく形成されている。
【００８９】
この生体電極５０は、上記した生体電極４０の凸部３４及び凹部２３に代えて環状凸部３５及び環状凹部２５を設けたものであるので、この相違点以外については、上記した生体電極４０と同様の作用効果を奏する。
【００９０】
環状凸部３５は、基底部３２に対して、同心円状に設けられていることが好ましい。環状凸部３５の個数は特に限定されず、２重、３重の同心円状に設けてもよい。
【００９１】
環状凹部２５は、支持部材２に対して、環状凸部３５に対応して、同心円状に設けられていることが好ましい。環状凹部２５の個数は特に限定されず、環状凸部３５の数に対応して、種々の数とすることができる。また、環状凹部２５の数は、環状凸部３５が１個であるときに、２重、３重など、また、環状凸部３５が２重であるときに、３重、４重など環状凸部３５の数よりも多くすることができる。
【００９２】
電極部材３を支持部材２に取り付ける際、基底部３２の環状凸部３５を、支持部材２の環状凹部２５に嵌合させる。これにより、環状凸部３５は環状凹部２５に圧入嵌合され、基底部３２が支持部材２に固定される。このとき、基底部３２はゴムの弾性によって支持部材２に対して若干変形された状態で取り付けられる。これにより、基底部３２と支持部材２とは、基底部３２のゴムの復元力によって、環状凸部３５と環状凹部２５のみならず、基底部３２の端面と支持部材２の端面との広い面積で接触することができる。このため、両者の電気的接続をより向上させることができる。また、環状凸部３５と環状凹部２５とによる嵌合は、前述の円筒状の凸部３４と凹部２３とによる嵌合よりも不用意に外れ難いという効果がある。
【００９３】
電極部材３を支持部材２から脱離させる際は、上記した生体電極４０と同様に、基底部３２を支持部材２から引っ張ることにより、容易に脱離させることができる。
【００９４】
このような凹凸式取付け機構は、上記に限定されず、支持部材２に環状凸部３５を形成し、基底部３２に環状凹部２５を形成したものであってもよい。
【００９５】
支持部材２の電極部材３が取付けられない端面には、上記した生体電極４０と同様に、端子台２１ａを介して、端子２１が突設されている。この端子２１は、導電性ゴムによって支持部材２に一体に形成されているが、支持部材２とは別体に形成したものであってもよい。端子２１を支持部材２と別体に形成する場合、端子２１は接続配線との電気的接続に適した材質によって形成することができる。
【００９６】
この生体電極５０において、上記した生体電極４０におけると同様に、支持部材２と電極部材３とは、同一の材質で形成してもよいし、異なる材質で形成してもよい。また、この生体電極５０は、ゴムの柔軟性と弾力性により生体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間接触させていても不快感を生じにくく、頭皮等との安定した接触を維持できる。さらに、この生体電極５０の電極部材３は、芯材等を用いることなく、また、基底部３２とともに１つの部材（導電性ゴム）によって形作られているので、電極部材が一度で成形でき、生産性を向上できる。
【実施例】
【００９７】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。【００９８】
（実施例１）
１．電極部材の作製
下記配合成分を遠心攪拌機で３０秒間混合し、１５０℃で１０分間プレス架橋（一次架橋）し、次いで１５０℃で３０分間オーブン架橋（二次架橋）し、シリコーンゴムからなる電極部材を得た。電極部材は、丸みを帯びた尖端を有する柱状の形状のブラシ状になるように成形し、複数本作製した。【００９９】
＜電極部材：配合成分＞
・室温硬化型液状シリコーンゴム（信越化学工業社製「ＫＥ−１０６」、「ＣＡＴ−ＲＧ」を１０：１で混合したもの）              １００重量部
・凝集状銀粉（ＤＯＷＡ社製「Ｇ−３５」、平均粒径５．９μｍ）                                                              ２００重量部
・フレーク状銀粉（ＤＯＷＡ社製「ＦＡ−Ｄ−３」、平均粒径６．９μｍ）                                                      ２００重量部【０１００】
２．支持部材の作製
下記配合成分をニーダーで１０分間混練した後、さらに３分間ロールで混練した生地（カーボンブラック含有量６体積％）を、１８０℃で４分間プレス架橋(一次架橋)し、次いで２３０℃で５時間オーブン架橋（二次架橋）し、支持部材を得た。支持部材は、厚さ０．５ｍｍのシート状とした。また、支持部材は、同材質で形成された端子を有する。
＜電極本体：配合成分＞
・導電性シリコーンゴム（信越化学工業社製「ＫＥ−３８０１Ｍ−Ｕ」；カーボンブラック含有）                                    １００重量部
・架橋剤（信越化学工業社製「Ｃ−８Ａ」；２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン含有量８０重量％）    １．０重量部【０１０１】
３．生体電極の作製
９本の電極部材を上記支持部材に取付けて、図２に示したものと同様の生体電極を得た。電極部材の取付け機構は、図２に示したものと同様にした。得られた生体電極は、頭髪の上から頭皮と接触可能である。【０１０２】
４．脳波測定試験
生体電極の支持部材に設けられた端子を、配線を介して脳波測定装置に接続した。次いで、生体電極の電極部材を被験者の頭部に装着し、脳波測定を行った。結果として得られた脳波波形を図２１（ａ）に示す。【０１０３】
（比較例１）
実施例１において、電極部材を、実施例１の支持部材と同一材料で形成した以外は、実施例１と同様にして生体電極を得た。得られた生体電極を用い、同実施例１と同様にして脳波測定試験を行った。測定結果を図２１（ｂ）に示す。【０１０４】
（参考例１）
参考として、頭皮に導電性ペーストを塗布し、市販品の銀からなる金属生体電極を用いて、実施例１と同様にして脳波測定試験を行い、脳波波形を得た。結果を図２１（ｃ）に示す。【０１０５】
＜評価＞
比較例１の生体電極では、脳波測定自体は可能であったが、導電性が低いために、ノイズの混入があり、参考例１と比較すると波形の線が太く測定された。
本発明の生体電極（実施例１）は、導電性が高く、ノイズの混入はほぼ見られなかった。これより、参考例１と比べても、遜色のない安定した心電図波形が測定されていることがわかる。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１０、２０、３０、４０、５０：生体電極
１１：接続配線
２：支持部材
２１：端子
２１ａ：端子台
２２：凸部
２３：凹部
２４：段部
２５：環状凹部
３：電極部材
３ａ：根元部
３１：凹部
３２：基底部
３３：嵌合部
３４：凸部
３５：環状凸部
４：脳波用電極キャップ
５：被験者
【図１】
2018230445.tif 000003
【図２】
2018230445.tif 000004
【図３】
2018230445.tif 000005
【図４】
2018230445.tif 000006
【図５】
2018230445.tif 000007
【図６】
2018230445.tif 000008
【図７】
2018230445.tif 000009
【図８】
2018230445.tif 000010
【図９】
2018230445.tif 000011
【図１０】
2018230445.tif 000012
【図１１】
2018230445.tif 000013
【図１２】
2018230445.tif 000014
【図１３】
2018230445.tif 000015
【図１４】
2018230445.tif 000016
【図１５】
2018230445.tif 000017
【図１６】
2018230445.tif 000018
【図１７】
2018230445.tif 000019
【図１８】
2018230445.tif 000020
【図１９】
2018230445.tif 000021
【図２０】
2018230445.tif 000022
【図２１】
2018230445.tif 000023
【国際調査報告】
2018230445.tif 000024
2018230445.tif 000025
2018230445.tif 000026