(57)【要約】【課題】衣服を着用した時に人体に掛かる着衣圧の位置、大きさを測定して被着者、特に高齢者に着心地の良い衣服を提供するためのデータとして、衣服の着衣圧を検出するための薄型で柔軟な着衣圧センサを提供する。【解決手段】衣服の着衣圧の固体圧力測定において、薄肉で厚さ一様な金属シートをエッチング加工した部材に、ひずみゲージを接着し、外部リード線を取り付けた着衣圧検出部をシリコーンゴムなどの柔軟な材料をモールド成型した一体化成型した受圧部からなり、衣服の着衣圧が測定できない、あるいは完全に測定できない死角部分（不感帯）を生じない着衣圧センサとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衣服を着用した時の着衣圧を測定する測定デバイスであって、着衣圧の検出部は、薄肉で厚さが一様な固い材料を加工した金属部材とひずみゲージからなる感知部全体を柔軟なポリマー材料でモールド成型して一体化させ、測定デバイス全体が柔軟性に富み、着衣が受ける僅かな力を優れた動的応答性および出入力線形性を具備させて測定することが可能で、圧力測定部位が曲面においても検出が不十分な不感帯を生じないセンサ構造であることを特徴とする衣服を着用した時の着圧を測定する柔軟性に富んだ着衣圧センサ
【請求項２】
衣服を着用した時の着衣圧を測定する測定デバイスであって、着衣圧の検出部は、薄肉で厚さが一様な固い材料をエッチング加工した金属部材とひずみゲージからなる感知部全体を柔軟なシリコーンゴムでモールド成型して一体化させ、測定デバイス全体が柔軟性に富み、着衣が受ける僅かな力を優れた動的応答性および出入力線形性を具備させて測定することが可能で、圧力測定部位が曲面においても検出が不十分な不感帯を生じないセンサ構造であることを特徴とする衣服を着用した時の着圧を測定する柔軟性に富んだ着衣圧センサ
【請求項３】
衣服を着用した時の着衣圧を測定する測定デバイスであって、着衣圧の検出部は、薄肉で厚さが一様なリン青銅、ベリリウム銅合金、アルミニウム合金などの金属材料を円形、両端固定梁、十文字両端固定梁などの形状にエッチング加工した金属部材にひずみゲージを接着した感知部全体を柔軟なシリコーンゴムでモールド成型して一体化させ、測定デバイス全体が柔軟に富み、着衣が受ける僅かな力を優れた動的応答性および出入力線形性を具備させて測定することが可能で、圧力測定部位が曲面においても検出が不十分な不感帯を生じないセンサ構造であることを特徴とする衣服を着用した時の着圧を測定する柔軟性に富んだ着衣圧センサ
【請求項４】
ひずみゲージを接着した薄肉で厚さが一様な固い材料をエッチング加工した金属部材をシリコーンなどの柔軟なポリマー材料でモールド成型して一体化した検出部を低摩擦性で柔軟性に富む織布、不織布、プラスチックなどシート材料からなる袋に収納することを特徴とする請求項１〜３に記載の柔軟性に富んだ着衣圧センサ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電気抵抗の変化から応力を求めるひずみゲージを利用した衣服の着圧を測定するための小型で薄肉の柔軟な着衣圧センサに関する。
【背景技術】
【０００２】  ひずみゲージ圧力センサは、優れた動的応答性および出入力線形性を具備していることから各分野で多用されている。一般に、ひずみゲージ圧力センサの外観は、金属のコイル状の薄肉で周辺を固定する円板、固定リングと蓋からなり、この固定円板部にひずみゲージを接着、収納する構造である。【０００３】  衣服の着心地は、着用者にとって非常に重要なことであり、着心地の良い着衣は着用者に肉体的、精神的な満足感を与える。特に、身体の動きが小さくなり、その上、体型が変わる高齢者には切実な問題である。衣服の着心地は、着衣の外観と共に着用者への適合性、着衣の肌触り、重量感など、種々の要因で決まる。それらの要因の中で、着衣が着用者の身体や感覚にぴったり合うことを意味する着衣の適合性（フィット）が極めて重要である。しかしながら、着衣の適合性はサイコレオロジー的な問題（例えば、非特許文献１参照）であり、表現が抽象的ことから着用者個人で別の答えがある。着衣感の表現を一般化して評価に汎用性を持たせるには着心地を数値で代表する手段が必要である。【０００４】  着衣の着心地を測定する目安として、衣服の柔軟性を測定する方法、生地特性を評価して衣服の設計に役立てる方法、着用者の身体的特徴を把握して身体に肉体的に適合した衣服を見出す方法など、種々の方法が提案されている。【０００５】  従来、衣服着圧力センサとしてはエアバッグ式センサが使用されている。このセンサは、空気袋に測定圧力値に見合った空気を充填し、空気袋の一端からチューブで指示形まで配管し、チューブ端末に配置の圧力センサにより、着衣にかかる圧力を測定するものであるが操作が面倒なこと、空気漏れのチェックなど手間のかかる方法であった。【０００６】  ストッキング、ソックス、ズボン、スラックスなどの人体の足または脚部を覆う筒状部を備えた着衣の着心地を判断する方法として、圧力センサを介して着衣の柔軟性を直接に測定した後、客観的に数値化して新製品の開発に役立てる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の方法は、例えば、パンティストッキングの場合に、ストッキングの先端を脚型に被着し、被着部の履き口側部分を、脚型の周囲に放射状に配置された多数個のチャックの先端部と基部との間に畳んで収容し、これらのチャックを脚型の基部側に向かって所定の速度で移動してストッキングに加わる張力を脚型基部の周囲の配された少なくとの三個の圧力センサで検出して肌触りの尺度にする。【０００７】  着衣を人体型模型、あるいは着衣の生地を手、足、胴体など、人体の形状に近似した個々の模型に装着した後、人体型模型にかかる圧力、あるいは個々の模型を膨張させた時にかかる圧力を模型の定められた位置に予め配置された圧力測定部と圧力センサで検出して着衣が人体型模型、あるいは個々の模型を締め付ける力を求めて着心地の尺度とする（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。【０００８】  身体に適合した衣服を選定、製作を容易にするために、被採寸者の体躯の体躯モデルの適切な位置に圧力センサを設置して被採寸者が感じるのと同等の着心地を圧力センサのデータから読み取る方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。【０００９】  衣服着圧の��体圧力測定において、圧力センサの受圧部の寸法をセンサ最外径の寸法と同一、もしくはより大きくして両者を分離して一体化し、圧力測定部位が曲面の場合においても着圧が測定できない、あるいは完全には測定できない様な死角部分（不感帯）を生じない微小圧力センサが提案されている（例えば、特許文献５参照）。【００１０】  特許文献６には、生体への拘束圧、ベッドや椅子などへの体圧、衣服の着圧などを測定する方法として、伸縮性材料を使用した円筒拡張式接触圧構成法が提案されている。【００１１】  何れの方法も人体モデルの体感圧力を着心地と同等であるとの前提のもとに圧力を検出する方法に工夫がなされた方法で、着圧の検出手段には圧力の変化を電気信号として取り出すことができるセンサである電気抵抗の変化から変位を測定して応力を求めるひずみゲージを使用する方法、ピエゾ効果による電圧変化を利用する方法、静電容量変化を利用する方法など、様々な方法が開示されているが、使用が容易で小型化が可能なひずみゲージを用いる方法が一般的である。【０００１２】
【非特許文献１】中川鶴太郎、神戸博太郎共著「レオロジー」、みすず書房、ｐ１７，３６，７１４，１９６３年
【特許文献１】特開平５−２２３７１０号公報
【特許文献２】特開平９−１５９５５７号公報
【特許文献３】特開２００５−２９０６２９号公報
【特許文献４】特開２００６−１５２４５６号公報
【特許文献５】特開２００９−４２２０３号公報
【特許文献６】特開２００９−２４４２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】  一般に、圧力センサは気体および液体の圧力測定に使用されて充分な機能を発する構造となっており、圧力センサの受感部（接液部）の形状は一般的に平面状である。それ故に、固体圧力においては測定部位の形状が平面でなく、曲面あるいは複雑な形状の場合には死角となる不感帯が生じる。【００１４】  ひずみゲージを使用した着衣圧センサは、構造上、センサ装着部の高さが隣接の連続するセンサ周辺部の高さより高く、一種の応力集中効果現象から圧力値が高い値を示す。【００１５】  上記の特許文献５の方法は、受圧部とひずみゲージからなる受感部を一体化した圧力センサは、着衣圧の測定デバイスとして優れた方法であるが金属材料を機械加工した固定円板、円板固定リングおよびひずみゲージを覆う蓋を有し、センサ全体は微小であるが厚みがあり、その上、圧力センサ全体が硬いために曲面を装着した時に圧力分布を乱す懸念があり、装着部位の曲率半径に制約を受ける問題がある。【００１６】  曲面あるいは複雑な形状の面の圧力を正確に受ける方法として、受感部表面にゴムなどの弾性体を取り付けて受患部を測定表面に追従される方法があるが、この場合には感度が低くなる欠点がある。圧力センサを利用して着衣の着圧を測定して着心地の尺度とするこれまでの方法には、前記の方法は係る状態の把握が充分でなく、着心地と言う人間の心理的なサイコレオロジーの問題を応力、張力などの物理量で表現するのには不十分と言わざるを得ない。
【課題を解決するための手段】
【００１７】  本発明は、衣服の着衣圧測定の様な固体の圧力測定において、応力センサの受感部は、着衣圧センサ全体に柔軟性付与のために固定板、周辺の固定円盤および蓋を排除した上に一様な厚みの金属材料をエッチング加工した部材（以後、起歪部と呼称する）、起歪部にひずみゲージを接着固定し、ひずみゲージに電気抵抗変化を取り出す外部リード線を接続した後、柔軟な材料であるシリコーンゴムでモールド成型した後、必要に応じて衣服などに取り付けるための柔軟で低摩擦係数の織布、不織布、ポリマー材料のシートなどの素材からなる袋に収めることで測定部位の表面が身体の様な曲面あるいは複雑な形状であっても測定の死角となる不感帯を無くする着衣圧センサを開発することによって発明の目的を達成した。【００１８】  ひずみゲージを接着する起歪部は、例えば、リン青銅、ベリリウム銅合金、アルミニウム合金などの薄い金属材料をエッチングにより、円形、両端固定梁、十文字両端固定梁などの形状に加工され、その外径は、６〜１０ミリメートル程度とするが、これに制限はなく、外径は、着衣圧センサ装着部位の曲率半径により選ばれるものであるが、身体の細かい動きに追従して応力を検出するために小さいことが望ましい。【００１９】  衣服着圧などの固体圧力の測定において、起歪部とひずみゲージからなる受感部を熱可塑性で柔軟なモールド成型が可能な材料で一体化させることによって被着体の受ける僅かな圧力も確実に検知し、正確にセンサで受けることが可能になり、被着体表面の曲面や複雑な形状を把握して測定することが可能となる。この発明の着圧センサを使用することによって人間の心理に起因した着衣圧と言うサイコレオロジーの問題解決に近づいた着衣圧センサの開発に至った。【００２０】  受感部をモールド成型する材料としては、種々のポリマー材料が使用できるがシリコーンゴム、ポリウレタンが適当である。シリコーンの場合には常温で硬化が可能な２液反応型が良い。２液反応型シリコーンは、主剤と硬化剤を所定の比率で混合し、脱気後、ひずみゲージと外部リード線を取り付けた起歪部を型に入れ、配合したシリコーン配合物を注入して成型体とする。また、シリコーンゴムは、主剤と硬化剤が付加反応する１液型の加熱硬化型でも良い。【００２１】  ポリウレタンの場合にはポリオール成分とイソシアネート成分とを所定の割合で配合した配合物を常温で硬化して成型体とする。起歪部、ひずみゲージおよび外部リード線からなる受感部をモールド成型する材料は、シリコーン、ポリウレタンが適しているが、これに制限はない。
【発明の効果】
【００２２】  本発明の着衣圧センサを使用した衣服の着衣圧を測定する方法は、衣服の着衣圧を測定して衣服の着心地を追求するための従来のエアバック式センサなどに比較して取り扱いが容易で、かつ、ひずみゲージを使用した受感部が平面状の着衣圧を求める方式のセンサに比較して圧力センサの受圧部を柔軟なモールド成型部材で一体化することによって不感帯がない、あるいは少ない着衣圧の測定を可能にし、更に、この発明の着衣センサを被着者の測定部位に低摩擦性で柔軟性に富む袋に収納した着衣圧センサを装着することで被着体の着衣圧の測定を簡便にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】  本発明は、衣服の着圧を測定して着心地の良い衣服を設計するための着圧測定手段に関するもので、人体および人体マネキンに装着して衣服の着衣圧を測定するひずみゲージを使用した柔軟な圧力センサ構造に特徴があり、着衣圧の測定時に生じる受感部の先端部分と被着体との空隙などによる死角部分あるいは不感帯を無くするセンサ構造とすることからなる。【００２４】  この発明の最良の形態を図面で説明する。図１は、柔軟性を付与するために通常のひずみゲージを使用する検出装置に一般に使用されている薄肉周辺円板、同円板固定リングおよび蓋を排除し、リン青銅、ベリリウム合金、アルミニウム合金の厚みが０．０２ミリメートル前後の薄板材をエッチングにより、円板、両端固定梁、十文字両端固定梁などの形状に加工した外径が６〜１０ミリメートル程度の起歪部にひずみゲージを接着固定して作製した着衣圧検出部を示す。【００２５】  図１において、起歪部Ａは、両端固定梁２枚を直交に組合せた構造で、曲げひずみ検出に適しており、起歪部Ｂは、両端固定梁１枚の構造で、起歪部Ａよりも高感度で、曲げひずみ検出に適しており、起歪部Ｃは、周辺固定円板状で、半径方向、円周方向のひずみ検出に適している。【００２６】  図２は、起歪部にひずみゲージおよび外部リード線を取り付けた部材をシリコーンゴムでモールド成型して一体化した着衣圧センサを、図３は、着衣圧センサを低摩擦性で柔軟な織布、不織布、ポリマーシートからなる袋に収納した状態を示す。着衣圧センサを袋に収納することで、測定部位への装着が容易になり、衣服の着脱時の着衣圧センサの損傷を防ぐ効果がある。
【実施例１】
【００２７】  本発明の着衣圧センサを人体モデルの曲面部に適用した場合の例を、特許文献５に開示した着衣圧センサの場合の比較を図３に示す。この発明の着衣圧センサの場合には、センサが０．２ミリメートル程度で薄く、柔軟なために受感部の先端部分と被着体との間に空隙が無く、僅かな圧力でも正確に検出することができ、曲率半径ρが小さな部位にも適合することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】  着心地の良い衣服は、被着者に満足感、安心感を与え、着衣による疲労も低減する効果がある。特に、高齢者になると体型が変わり、市販の既製服で着心地の良い製品を見出すのは困難である。本発明は、被着者の体型に似た人体モデルを使用して衣服の着圧を測定して個人に着心地の良い衣服を提供するために利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】起歪部とひずみゲージの配置を示す一例である。
【図２】着衣圧センサの構造を示す一例である。
【図３】着衣圧センサを袋にいれた状態の一例である。
【図４】本発明の着衣圧センサ（Ａ）および従来の着衣圧センナ（Ｂ）の曲面装着の状態を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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