(57)【要約】【課題】編地を含む任意の布帛に対して自由度の高い導電糸の配置を可能にするとともに、導電糸と中継用の電極とを十分な接着強度で電気的に接続可能な端子接続構造を提供する。【解決手段】布帛に重畳して固定可能に構成され伸縮性を備えたシート状基材と、前記シート状基材の伸縮に伴って伸縮するように前記シート状基材に固定された導電糸とで構成された導電性複合シートと、配線パターンが形成された基板と、前記基板に形成された配線パターンの一端側に形成された第１の電極端子とで構成された中継配線部材と、前記シート状基材と前記基板とが樹脂製接着シートを介して熱圧着された接合部で、前記シート状基材と前記基板との接着力により前記導電糸と前記第１の電極端子との間に電気的な接触状態が保持されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
布帛に重畳して固定可能に構成され伸縮性を備えたシート状基材と、前記シート状基材の伸縮に伴って伸縮するように前記シート状基材に固定された導電糸とで構成された導電性複合シートと、
配線パターンが形成された基板と、前記基板に形成された配線パターンの一端側に形成された第１の電極端子とで構成された中継配線部材と、
前記シート状基材と前記基板とが樹脂製接着シートを介して熱圧着された接合部で、前記シート状基材と前記基板との接着力により前記導電糸と前記第１の電極端子との間に電気的な接触状態が保持されている端子接続構造。
【請求項２】
前記シート状基材は熱可塑性樹脂シートで構成されるとともに前記導電糸は伸縮性を有する芯糸に金属被覆糸が巻きつけられたカバリング糸または前記芯糸に金属成分を被着させた金属被覆糸で構成され、前記導電糸の少なくとも一部が前記熱可塑性樹脂シートに埋没固定されている請求項１記載の端子接続構造。
【請求項３】
前記シート状基材は融点が異なる複数の熱可塑性樹脂層の積層体で構成され、低融点側の熱可塑性樹脂層に前記導電糸の少なくとも一部が埋没固定され、高融点側の熱可塑性樹脂層により前記接合部が絶縁被覆されている請求項２記載の端子接続構造。
【請求項４】
前記シート状基材は熱可塑性樹脂シートで構成されるとともに前記導電糸は芯糸に金属成分を被着させた金属被覆糸で構成され、前記導電糸が前記熱可塑性樹脂シートに伸縮縫いされている請求項１記載の端子接続構造。
【請求項５】
前記樹脂製接着シートは熱硬化性樹脂に微小導電性粒子を分散させた異方性導電フィルム、または、熱可塑性樹脂シートである請求項１から４の何れかに記載の端子接続構造。
【請求項６】
前記導電糸と前記第１の電極端子とが所定の位置に配置されるように、前記導電性複合シートと前記中継配線部材の双方に位置決め用のマークが設けられている請求項１から５の何れかに記載の端子接続構造。
【請求項７】
前記中継配線部材は前記基板に形成された配線パターンの他端側に、中継対象コネクタに差込接続可能な第２の電極端子が形成されている請求項１から６の何れかに記載の端子接続構造。
【請求項８】
布帛に重畳して固定可能に構成され伸縮性を備えたシート状基材と、前記シート状基材の伸縮に伴って伸縮するように前記シート状基材に固定された導電糸とで構成された導電性複合シートと、配線パターンが形成された基板と、前記基板に形成された配線パターンの一端側に形成された第１の電極端子とで構成された中継配線部材とを、前記導電糸と前記第１の電極端子が対向するように配置する位置決め工程と、
前記導電性複合シートと前記中継配線部材との間であって、前記導電糸と前記第１の電極端子とが対向する接合領域に樹脂製接着シートを介装して、前記導電糸と前記第１の電極端子との間に電気的な接触状態を保持するように熱圧着する熱圧着工程と、
前記導電糸と前記第１の電極端子との間の電気的な接触状態を保持した状態で前記接合部を冷却する冷却工程と、
を含む端子接続方法。
【請求項９】
前記導電性複合シートは、融点が異なる複数の熱可塑性樹脂層の積層体で構成された前記シート状基材のうち低融点側の熱可塑性樹脂層に前記導電糸の少なくとも一部が埋没固定されており、
前記熱圧着工程で前記樹脂製接着シートに付与される加熱温度が前記高融点側の熱可塑性樹脂層の溶融温度より低い温度に設定される請求項８記載の端子接続方法。
【請求項１０】
前記導電糸の配置パターンを定めるスリットが形成され前記導電糸の径より薄形の型枠に導電糸を配する導電糸配置工程と、
前記導電糸が配置された型枠を前記シート状基材となる熱可塑性樹脂シートに重畳し、前記型枠を介して熱可塑性樹脂シートの溶融温度以上の温度で前記熱可塑性樹脂シートを加圧して、前記導電糸の少なくとも一部を前記熱可塑性樹脂シートに埋没固定する加熱工程と、
前記導電糸の少なくとも一部が埋設固定された前記熱可塑性樹脂シートを冷却する冷却工程と、
を含む導電性複合シート生成工程をさらに含む請求項８または９記載の端子接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子接続構造及び端子接続方法に関し、例えば体温、心拍数、心電図、筋電図などの生体情報を計測するウェアラブルデバイス用の衣服に装着される導電性複合シートに適用される端子接続構造及び端子接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、衣服などに装着することにより様々な生体情報を計測するウェアラブルデバイスが注目されている。この様なウェアラブルデバイスは衣服に装着され、さらに計測ポイントに配された電極とウェアラブルデバイスとの間を電気的に接続する配線部材が衣服に組み込まれている。
【０００３】
特許文献１には、着用時に体表面の所定位置に簡単に配置して、その着脱時の伸縮作用にもよく追随させながら低周波治療や生体電気信号の取得に用いることができる電極を具備させた弾性着衣が提案されている。
【０００４】
弾性繊維を介して着圧の生成を自在とした弾性布地における少なくとも１以上の領域に、その着用時に体表面と接触する裏面側への表出量を表面側への表出量より多くして編み込んだ導電繊維により面状導電層を形成し、該面状導電層の表面側の適位置に接続端子を設置して電極を形成し、該電極を低周波治療のための刺激電極や生体電気信号を取得するための記録電極として使用できるように構成されている。
【０００５】
特許文献２には、ある素材の糸であって、湿度の影響を受けて電気特性が変化する糸を少なくとも１本含むメリヤス生地を備え、間隔を空けて配置された少なくとも２個の導電性電極を有する組込型の湿度センサを備えて、前記導電性電極の間には、前記メリヤス生地の編目の行または列が配置され、前記導電性の電極のそれぞれは、少なくとも１本の導電性の糸を含み、前記導電性の糸は、前記メリヤス生地に編み込まれ、外部からアクセス可能な電気接続手段に電気的に接続されるメリヤス織物が提案されている。
【０００６】
特許文献３には、導電糸で複数のループを連ねて形成し、該ループ同士を相互に絡めることによって編み込んで一枚に形成された布地と、電極糸によって構成され、前記布地に間隔を空けて設けられた電極部と、を備え、前記導電糸が、繊維からなる芯線と、該芯線の表面を被覆する導電層又は導電性を有する箔とで構成されていることを特徴とする布ヒータが提案されている。
【０００７】
特許文献４には、外部装置における接続端子との接続箇所において導体の劣化を抑制することができる導電性生地を提供することを目的として、導電性の被着体を重ねて固定される導電性生地であって、導電性繊維構造体により構成され、前記被着体と電気的に接続可能な導電部と、前記導電部が配設される領域の少なくとも一部分において含浸され、前記被着体を前記導電部に直接接触させた状態で接続固定する樹脂接着剤とを備える導電性生地が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４９０２１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０６０８４号公報
【特許文献３】特開２０１４−１５７８２４号公報
【特許文献４】特開２０１７−６６５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、導電性編地と外部装置との接続構造として、外部装置における接続端子をクリップ状に構成して導電性生地における導電部を挟んで接続する構造や、導電性の面ファスナーを介して接続する構造などが採用されているに過ぎず、十分な接続強度と耐久性を備えた端子接続構造が求められていた。
【００１０】
さらに、特許文献１から４には、導電糸が編地に編み込まれた導電部を備えた導電性編地として様々な態様が提案されているが、配線のために編地に導電糸を編み込む必要があり、任意の経路で導電糸を配することが困難であるという問題もあった。
【００１１】
本発明の目的は、上述した問題に鑑み、編地を含む任意の布帛に対して自由度の高い導電糸の配置を可能にするとともに、導電糸と中継用の電極とを十分な接着強度で電気的に接続可能な端子接続構造及び端子接続方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明による端子接続構造の第一の特徴構成は、請求項１に記載した通り、布帛に重畳して固定可能に構成され伸縮性を備えたシート状基材と、前記シート状基材の伸縮に伴って伸縮するように前記シート状基材に固定された導電糸とで構成された導電性複合シートと、配線パターンが形成された基板と、前記基板に形成された配線パターンの一端側に形成された第１の電極端子とで構成された中継配線部材と、前記シート状基材と前記基板とが樹脂製接着シートを介して熱圧着された接合部で、前記シート状基材と前記基板との接着力により前記導電糸と前記第１の電極端子との間に電気的な接触状態が保持されている点にある。
【００１３】
シート状基材に配された導電糸と基板に配された第１の電極端子とが対向するように配置され、その状態でシート状基材と基板とが樹脂製接着シートを介して熱圧着されるので、熱圧着により樹脂製接着シートが溶融してシート状基材と基板が互いに近接した状態で強固に接着される。熱圧着の際に導電糸が第１の電極端子に向けて押圧され、偏平形状に変化する結果、第１の電極端子との大きな接触面積が確保され、その状態で周囲が接着されることによって導電糸と第１の電極端子とが電気的に接触した状態が安定的に保持される。
【００１４】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記シート状基材は熱可塑性樹脂シートで構成されるとともに前記導電糸は伸縮性を有する芯糸に金属被覆糸が巻きつけられたカバリング糸または前記芯糸に金属成分を被着させた金属被覆糸で構成され、前記導電糸の少なくとも一部が前記熱可塑性樹脂シートに埋没固定されている点にある。
【００１５】
伸縮性を備えたシート状基材として採用された熱可塑性樹脂シートに、伸縮性を有する金属被覆糸の少なくとも一部が埋没されることにより、シート状基材の伸縮に伴って金属被覆糸も伸縮する導電性複合シートが得られる。導電糸である金属被覆糸はシート状基材上で所望の経路に沿って配され埋設固定されるので配線の自由度を確保でき、そのような導電性複合シートであれば、衣服を構成する布帛のどのような位置にでも重畳して固定することができるようになり、外部装置と導電糸とを接続する中継配線部材も適切な位置に設けることができるようになる。
【００１６】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二の特徴構成に加えて、前記シート状基材は融点が異なる複数の熱可塑性樹脂層の積層体で構成され、低融点側の熱可塑性樹脂層に前記導電糸の少なくとも一部が埋没固定され、高融点側の熱可塑性樹脂層により前記接合部が絶縁被覆されている点にある。
【００１７】
導電糸が埋没固定される低融点側の熱可塑性樹脂層が高融点側の熱可塑性樹脂層により支持されて導電性複合シートの強度が確保される。そして、中継配線部材に形成された第１の電極と導電糸との電気的な接触状態が保持される接合部で、高融点側の熱可塑性樹脂層が導電糸に対する絶縁被覆部材として機能する。
【００１８】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記シート状基材は熱可塑性樹脂シートで構成されるとともに前記導電糸は芯糸に金属成分を被着させた金属被覆糸で構成され、前記導電糸が前記熱可塑性樹脂シートに伸縮縫いされている点にある。
【００１９】
伸縮性を備えた熱可塑性樹脂シートに導電糸である金属被覆糸が伸縮縫いされるため、仮に金属被覆糸に伸縮性が無い場合でも熱可塑性樹脂シートの伸縮に伴って縫い込まれた状態の金属被覆糸も伸縮するようになる。
【００２０】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記樹脂製接着シートは熱硬化性樹脂に微小導電性粒子を分散させた異方性導電フィルム、または、熱可塑性樹脂シートである点にある。
【００２１】
樹脂製接着シートとして異方性導電フィルムを用いて熱圧着すると、異方性導電フィルムに分散されている微細な導電性粒子が、周囲よりも加圧力が強く作用する導電糸と電極との間に移動して重畳し、電気的な経路が形成されるため第１の電極端子と導電糸との間を確実に電気的に接続できるようになる。また、樹脂製接着シートとして熱可塑性樹脂シートを用いると、第１の電極端子と導電糸とを電気的に接続した状態でシート状基材と基板とを強固に接着することができる。
【００２２】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記導電糸と前記第１の電極端子とが所定の位置に配置されるように、前記導電性複合シートと前記中継配線部材の双方に位置決め用のマークが設けられている点にある。
【００２３】
導電性複合シートと前記中継配線部材の双方に設けられたマークを指標に位置決めすることにより、小径の導電糸と小片の第１の電極端子同士を正確に位置決めできるようになる。なお、指標となる「マーク」は半透明の基材に施した印刷パターンや、不透明の基材に所定の形状で穿孔形成した貫通孔のような物理構造を採用することが可能である。
【００２４】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記中継配線部材は前記基板に形成された配線パターンの他端側に、中継対象コネクタに差込接続可能な第２の電極端子が形成されている点にある。
【００２５】
上述した端子接続構造によって基板が接合された導電性複合シートを、衣服を構成する布帛に固定した後に、基板に形成された配線パターンを介して第１の電極端子と導通する第２の電極端子を外部装置と接続するための中継対象コネクタに差込接続するだけでよいので、配線作業が簡素化できる。
【００２６】
本発明による端子接続方法の第一の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、布帛に重畳して固定可能に構成され伸縮性を備えたシート状基材と、前記シート状基材の伸縮に伴って伸縮するように前記シート状基材に固定された導電糸とで構成された導電性複合シートと、配線パターンが形成された基板と、前記基板に形成された配線パターンの一端側に形成された第１の電極端子とで構成された中継配線部材とを、前記導電糸と前記第１の電極端子が対向するように配置する位置決め工程と、前記導電性複合シートと前記中継配線部材との間であって、前記導電糸と前記第１の電極端子とが対向する接合領域に樹脂製接着シートを介装して、前記導電糸と前記第１の電極端子との間に電気的な接触状態を保持するように熱圧着する熱圧着工程と、前記導電糸と前記第１の電極端子との間の電気的な接触状態を保持した状態で前記接合部を冷却する冷却工程と、を含む点にある。
【００２７】
位置決め工程で導電性複合シートの導電糸と中継配線部材の第１の電極端子とが位置決めされ、熱圧着工程で両者が接着剤として機能する樹脂製接着シートを介して熱圧着されることにより、導電糸と第１の電極端子との間が電気的に接触した状態になり、さらに、冷却工程でシート状基材と基板とが近接した状態で接着剤が固化することにより導電糸と第１の電極端子との間が電気的に接触した状態が保持される。
【００２８】
同第二の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記導電性複合シートは、融点が異なる複数の熱可塑性樹脂層の積層体で構成された前記シート状基材のうち低融点側の熱可塑性樹脂層に前記導電糸の少なくとも一部が埋没固定されており、前記熱圧着工程で前記樹脂製接着シートに付与される加熱温度が前記高融点側の熱可塑性樹脂層の溶融温度より低い温度に設定される点にある。
【００２９】
熱圧着工程で樹脂製接着シートに付与される加熱温度が高融点側の熱可塑性樹脂層の溶融温度より低い温度となるため、高融点側の熱可塑性樹脂層が溶融することなく接合部の絶縁被覆層として機能し、またその他の領域で導電糸の支持層として有効に機能する。
【００３０】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記導電糸の配置パターンを定めるスリットが形成され前記導電糸の径より薄形の型枠に導電糸を配する導電糸配置工程と、前記導電糸が配置された型枠を前記シート状基材となる熱可塑性樹脂シートに重畳し、前記型枠を介して熱可塑性樹脂シートの溶融温度以上の温度で前記熱可塑性樹脂シートを加圧して、前記導電糸の少なくとも一部を前記熱可塑性樹脂シートに埋没固定する加熱工程と、前記導電糸の少なくとも一部が埋設固定された前記熱可塑性樹脂シートを冷却する冷却工程と、を含む導電性複合シート生成工程をさらに含む点にある。
【００３１】
導電糸配置工程では、導電糸の配置パターンを定めるスリットが形成された型枠を用いて当該スリットに沿って導電糸が配される。加熱工程では、スリットに導電糸が配された型枠がシート状基材となる熱可塑性樹脂シートに重畳配置され、加熱されながら加圧される際に、型枠の厚みが導電径より薄形であるため、僅かに溶融した熱可塑性樹脂シートに導電糸の一部が埋没する。その後冷却工程によって熱可塑性樹脂シートに埋没した導電糸が熱可塑性樹脂シートに固定される。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明した通り、本発明によれば、編地を含む任意の布帛に対して自由度の高い導電糸の配置を可能にするとともに、導電糸と中継用の電極とを十分な接着強度で電気的に接続可能な端子接続構造及び端子接続方法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】
【００３３】
【図１】（ａ）は熱可塑性樹脂シートに導電糸が配された導電性複合シートの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は熱可塑性樹脂シートに導電糸が一部埋没固定された導電性複合シートの写真による説明図である。
【図２】（ａ）は導電糸の構成を示す説明図、（ｂ）は導電糸の伸縮方向を示す説明図である。
【図３】（ａ）は型枠の説明図、（ｂ）は型枠に粘着テープが貼付された状態の説明図、（ｃ）は型枠のスリットに導電糸が配された状態の説明図である。
【図４】（ａ）はスリットに導電糸が配された型枠と熱可塑性樹脂シートとを対向配置した状態の説明図、（ｂ）は加熱板で型枠及び導電糸を押圧加熱した状態の説明図、（ｃ）は熱可塑性樹脂シートに一部が埋没固定された導電糸の説明図、（ｄ）は融点が異なる二層の熱可塑性樹脂シートを採用する場合の説明図、（ｅ）は融点が異なる三層の熱可塑性樹脂シートを採用する場合の説明図である。
【図５】（ａ）は基板に配線パターンが形成された中継配線部材の断面説明図、（ｂ）は中継配線部材の平面説明図である。
【図６】（ａ）は導電性複合シートと中継配線部材の電気的に接続する端子接続方法の説明図、（ｂ）は導電性複合シートと中継配線部材が電気的に接続された端子接続構造の説明図である。
【図７】（ａ）は導電性複合シートと中継配線部材の電気的に接続する端子接続方法の要部拡大説明図、（ｂ）は導電性複合シートと中継配線部材が電気的に接続された端子接続構造の要部拡大説明図である。
【図８】（ａ）は端子接続構造を備えた導電性複合シートの説明図、（ｂ）はコンプレッションパンツに装着された導電性複合シートの説明図、（ｃ）は防水生地で被覆された導電性複合シートの説明図である。
【図９】端子接続構造を収容する接続ボックスの説明図である。
【図１０】別実施形態を示し、熱可塑性樹脂シートに導電糸が配された導電性複合シートの平面図である。
【図１１】（ａ）は、別実施形態を示す導電性複合シートの説明図であり、熱可塑性樹脂シートが導電糸で伸縮縫いされていることを模式的に示した断面図、（ｂ）は導電糸が縫い込まれた熱可塑性樹脂シートの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明による端子接続構造及び端子接続方法を図面に基づいて説明する。当該端子接続構造及び端子接続方法は、導電性複合シートに配置された導電糸と、中継配線部材に配置された第１の電極端子とを電気的に接続し、その接続状態を保持するための構造及び方法である。当該端子接続構造及び端子接続方法を詳述する前に、導電性複合シート及び中継配線部材について説明する。
【００３５】
［導電性複合シートの構成］
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）には、導電性複合シート１０が例示されている。当該導電性複合シート１０は、衣服に装着されたウェアラブルデバイスにより体温、心拍数、心電図、筋電図などの生体情報を計測するため、体表面と接する電極とウェアラブルデバイスとの間を電気的に接続する配線部材として用いられる。そのため、導電性複合シート１０は、衣服の生地として用いられる編地や織地などの布帛に重畳して配置され、接着層を介して布帛に固定される。
【００３６】
導電性複合シート１０は、伸縮性を備えたシート状基材１と、シート状基材１の伸縮に伴って伸縮するようにシート状基材１に固定された複数本の導電糸５とで構成されている。図１（ａ）に示す複数の導電糸５のうち、互いの間隔が広い左側端部が肌面に接する電極に接続され、互いの間隔が狭い右側端部が中継配線部材の第１の電極端子に接続される。なお、シート状基材１に対する導電糸５の配置パターンは特に限定されるものではなく、少なくとも中継配線部材との接続部で互いの間隔が狭くなるように配されていることが好ましい。
【００３７】
シート状基材１は、ポリウレタン製の熱可塑性樹脂シート１で構成され、導電糸５の少なくとも一部が熱可塑性樹脂シート１に埋没固定されている（図１（ｂ）参照）。シート状基材１は、融点が異なる複数の熱可塑性樹脂層の積層体で構成されることが好ましく、低融点側の熱可塑性樹脂層に導電糸５の少なくとも一部が埋没固定され、高融点側の熱可塑性樹脂層により後述する接合部が絶縁被覆されるように構成することが好ましい。
【００３８】
熱可塑性樹脂シート１の材料として、ポリウレタン以外にポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリオレフィンエラストマーなどの熱可塑性エラストマーを採用できる。
【００３９】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、導電糸５は、伸縮性を有する芯糸５ａに金属被覆糸５ｂが巻きつけられたカバリング糸で構成され、導電糸５それ自体が芯糸５ａの長手方向に伸縮するように構成されている。カバリング糸としてＳＣＹ、ＤＣＹの何れを採用することも可能であるが、良好な伸縮特性及び伸縮時の電気抵抗値の安定性の観点でＤＣＹを採用することが好ましい。特に下巻き糸と上巻き糸の巻き方向を逆方向とする（例えば下巻きをＳ巻きとする場合には上巻きをＺ巻きとする、あるいは下巻きをＺ巻きとする場合には上巻きをＳ巻きとする）ＤＣＹが好ましい。
【００４０】
芯糸５ａとしてポリウレタン糸などの弾性繊維糸で構成されるシングルフィラメント糸好ましくはマルチフィラメント糸が用いられ、金属被覆糸５ｂとして合成樹脂繊維や天然繊維或いは金属線などを芯として、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皮膜線（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、マルチフィラメントや紡績糸を採用する方が好ましい。
【００４１】
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。
【００４２】
芯に金属成分を被着させた金属メッキ糸を用いる以外に、例えば、日本新素材株式会社製のシルベルンＺＡＧ（登録商標）などのように、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。本明細書では、これらを総称して金属被覆糸と表記している。
【００４３】
導電糸５の繊度は３３ｄｔｅｘ〜１０００ｄｔｅｘの範囲であることが好ましく、７０ｄｔｅｘ〜６５０ｄｔｅｘの範囲であることがより好ましい。また、芯糸５ａの繊度は３１０ｄｔｅｘ〜１８８０ｄｔｅｘの範囲であることが好ましく、６２０ｄｔｅｘ〜１２４０ｄｔｅｘの範囲であることがより好ましい。
【００４４】
芯糸５ａは引き伸ばされた（ドラフトをかけられた）状態で巻糸を巻きつけられるのが好ましい。芯糸５ａに巻きつけられる金属被覆糸の繊度は３３ｄｔｅｘ〜２００ｄｔｅｘが好ましく、４４ｄｔｅｘ〜９０ｄｔｅｘがより好ましい。
【００４５】
［導電性複合シートの製造方法］
導電性複合シート１０は、導電糸配置工程と、加熱工程と、冷却工程とを含む導電性複合シート生成工程を経て生成される。
【００４６】
導電糸配置工程は、熱可塑性樹脂シート１に導電糸５の配置パターンを定めるスリットが形成された型枠を用いて、導電糸の径より薄形の型枠に形成されたスリットに沿って導電糸５を配する工程である。加熱工程は、導電糸５が配置された型枠をシート状基材１となる熱可塑性樹脂シート１に重畳し、型枠を介して熱可塑性樹脂シート１の溶融温度以上の温度で熱可塑性樹脂シート１を加圧して、導電糸５の少なくとも一部を熱可塑性樹脂シート１に埋没固定する工程である。冷却工程は、導電糸５の少なくとも一部が埋設固定された熱可塑性樹脂シート１を冷却する工程である。
【００４７】
図３（ａ）に示すように、ステンレスなどの金属薄板に導電糸を配する所望のパターンのスリット７１を形成した型枠７を準備し、図３（ｂ）に示すように、型枠７に形成されたスリット７１を覆うように、一方面に粘着面が形成された粘着シート７２を貼り付ける。
【００４８】
続いて、図３（ｃ）に示すように、粘着テープ７２が貼着された面とは反対側の面を上にして、型枠７に形成されたスリット７１に沿ってスリット７１の内部に導電糸５を配置する。導電糸５は粘着テープ７２の粘着面によって保持されるので、位置ずれすることなく仮固定される。ここまでの工程が導電糸配置工程となる。
【００４９】
次に、図４（ａ）に示すように、スリット７１に導電糸５が配された型枠７のうち、粘着テープ７２の貼着面とは反対側の面を第１の熱可塑性樹脂シート１に重ね合わせ、図４（ｂ）に示すように、粘着テープ７２の上方側から熱可塑性樹脂シート１の溶融温度以上に加熱した加熱板１００で型枠７及び導電糸５を押圧加熱する。
【００５０】
例えば、熱可塑性樹脂シート１に融点９０〜１５０℃のポリウレタンシートを用いる場合には、約１７０℃に加熱した加熱板１００で型枠７及び導電糸５を押圧加熱すればよい。
【００５１】
押圧加熱によって、熱可塑性樹脂シート１に配線部となる導電糸５の外表面の一部が埋没しつつ熱融着されて固定される。ここまでの工程が加熱工程となる。押圧加熱の完了後、室温放置して冷却し、粘着テープ７２及び型枠７を除去することにより図４（ｃ）に示すような導電性複合シート１０が完成する。
【００５２】
図４（ｄ）には、融点が異なる複数の熱可塑性樹脂層の積層体でシート状基材１が構成された例が示されている。低融点側の熱可塑性樹脂層１ａに導電糸５の少なくとも一部が埋没固定され、高融点側の熱可塑性樹脂層１ｂにより導電糸５及び低融点側の熱可塑性樹脂層１ａの保形性が確保される。高融点側の熱可塑性樹脂層１ｂは、後述するように接合部を絶縁被覆する被覆材としても機能する。
【００５３】
図４（ｅ）には、同じく融点が異なる複数の熱可塑性樹脂層の積層体でシート状基材１が構成された例が示されている。高融点側の熱可塑性樹脂層１ｂを挟んで両側に低融点側の熱可塑性樹脂層１ａ，１ｃが配されている。
【００５４】
本実施形態では熱可塑性樹脂シート１が厚さ３０〜２００μｍの複層のポリウレタン樹脂シートで構成され、高融点側のポリウレタン樹脂層として融点が１５０〜２２０℃のポリウレタン樹脂が用いられ、低融点側のポリウレタン樹脂層として融点が９０〜１５０℃のポリウレタン樹脂が用いられている。
【００５５】
図４（ｃ），（ｄ）に示す導電性複合シート１０は、布帛と導電性複合シート１０との間にシート状のホットメルト接着剤などを介して熱圧着することにより、布帛に固定される。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。
【００５６】
図４（ｅ）に示す導電性複合シート１０は、低融点側の熱可塑性樹脂層１ｃが布帛に対する接着層として機能する。
【００５７】
［中継配線部材の構成］
図５（ａ），（ｂ）には、中継配線部材２０が例示されている。中継配線部材２０は、導電性複合シート１０と外部装置であるウェアラブルデバイスとを接続するためのフレキシブル基板などで構成されている。
【００５８】
中継配線部材２０は、ポリイミド製の絶縁性のベースフィルムである可撓性の基板２１と、基板２１に積層された銅箔を、エッチング法などを用いて形成した配線パターンである複数本の配線２２と、配線２２を絶縁被覆するポリイミド製の絶縁層２５とを備えて構成され、配線２２の一方の端部に略五角形の形状で金メッキされた第１の電極端子２３が形成され、他方の端部に同じく略五角形の形状で金メッキされた第２の電極端子２４が形成されている。第２の電極端子２４は配線２２の線幅よりも幅広に形成され、第１の電極端子２３は第２の電極端子２４よりもさらに幅広に形成されている。
【００５９】
第１の電極端子２３が導電性複合シート１０の導電糸５に電気的に接続され、第２の電極端子２４がウェアラブルデバイスと配線接続する中継ボックスのコネクタに挿入固定される。
【００６０】
［端子接続構造及び端子接続方法］
図６（ｂ）及び図７（ｂ）には、導電性複合シート１０の導電糸５と、中継配線部材２０の第１の電極端子２３とが電気的に接続された端子接続構造が示されている。
【００６１】
端子接続構造は、シート状基材１と基板２１とが樹脂製接着シート３０を介して熱圧着された接合部４０を備えて構成され、接合部４０ではシート状基材１と基板２１との接着力により導電糸５と第１の電極端子２３との間に電気的な接触状態が保持されるように構成されている。樹脂製接着シート３０として、熱硬化性樹脂に微小導電性粒子を分散させた異方性導電フィルムが好適に用いられる。
【００６２】
詳述すると、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、シート状基材１に配された導電糸５と基板２１に配された第１の電極端子２３とが対向するように基台（図示せず）に配置され、その状態で上方から間挿用のシリコーンゴムシート１１０を介して約２３０℃に加熱した加熱板１００で押圧加熱される。
【００６３】
このとき樹脂製接着シート３０が１７０℃から１９０℃に加熱されて、異方性導電フィルムに分散されている微細な導電性粒子が、周囲よりも加圧力が強く作用する導電糸５と第１の電極端子２３との間に移動して重畳し、電気的な経路が形成され、第１の電極端子２３と導電糸５との間が良好に電気的に接続される。なお、このとき高融点側の熱可塑性樹脂層１ｂは、その溶融温度まで上昇することはない。なお、導電性粒子は金属や導電性樹脂などを用いて構成されている。
【００６４】
また、押圧加熱された状態で冷却されると、熱圧着により溶融した樹脂製接着シートによってシート状基材１と基板２１が互いに近接した状態で強固に接着される。熱圧着の際に導電糸５が第１の電極端子２３に向けて押圧され、偏平形状に変化する結果、第１の電極端子２３との大きな接触面積が確保され、その状態で周囲が接着されることによって導電糸５と第１の電極端子２３とが電気的に接触した状態が安定的に保持される。
【００６５】
押圧加熱時に低融点側の熱可塑性樹脂層１ａが溶融して部分的に溶失する場合でも高融点側の熱可塑性樹脂層１ｂは溶融することなく、高融点側の熱可塑性樹脂層１ｂによって導電糸５及び第１の電極端子２３が絶縁被覆されるようになる。
【００６６】
樹脂製接着シート３０として、異方性導電フィルムに替えて熱可塑性樹脂シートを用いてもよい。熱可塑性樹脂シートを用いると、第１の電極端子２３と導電糸５とを電気的に接続した状態でシート状基材１と基板２１とを強固に接着することができる。熱可塑性樹脂シートとして、上述したホットメルト接着剤をシート状に形成したものを好適に用いることができる。
【００６７】
上述したように、導電性複合シート１０の導電糸５と、中継配線部材２０の第１の電極端子２３とを電気的に接続する端子接続方法は、位置決め工程と、熱圧着工程と、冷却工程を備えて構成されている。
【００６８】
即ち、位置決め工程では、布帛に重畳して固定可能に構成され伸縮性を備えたシート状基材１と、シート状基材１の伸縮に伴って伸縮するようにシート状基材１に固定された導電糸５とで構成された導電性複合シート１０と、配線パターンが形成された基板２１と、基板２１に形成された配線２２の一端側に形成された第１の電極端子２３とで構成された中継配線部材２０とを、導電糸５と第１の電極端子２３が対向するように配置する。
【００６９】
図６（ｂ）に示すように、導電糸５と第１の電極端子２３とが所定の位置に配置されるように、導電性複合シート１０と中継配線部材２０の双方に位置決め用のマークＭが設けられている。この例では、導電性複合シート１０のうち接合部となる導電糸５の両端部側に一対の「＋」印が印刷され、中継配線部材２０のうち接合部となる第１の電極端子２３の両端部側に一対の「＋」印が印刷されており、それぞれの「＋」印の位置を合せることにより、各導電糸５と第１の電極端子２３とが正確に位置決めされる。なお、位置合わせの指標となるマークＭはこの例のように透明または半透明の基材に施した印刷パターンや、不透明の基材である場合にはその基材に所定の形状で穿孔形成した貫通孔のような物理構造を採用することが可能である。
【００７０】
熱圧着工程では、導電性複合シート１０と中継配線部材２０との間であって、導電糸５と第１の電極端子２３とが対向する接合領域に樹脂製接着シート３０を介装して、導電糸５と第１の電極端子２３との間に電気的な接触状態を保持するように熱圧着する。
【００７１】
冷却工程では、導電糸５と第１の電極端子２３との間の電気的な接触状態を保持した状態で接合部４０を冷却する。
【００７２】
［衣服に配された導電性複合シートの説明］
図８（ａ）には、中継配線部材２０が接続された導電性複合シート１０が例示されている。導電性複合シート１０は、一端側１１で互いに平行に配された複数対の導電糸５が一対毎に他端側１２で枝分かれするように配され、他端側１２で肌面と接する電極材１３，１４と電気的に接続されている。複数対の導電糸５の一端側１１に上述した端子接続構造によって中継配線部材２０が接続されている。電極材１３，１４として上述した導電糸を用いて編成された編地や織成された織地を用いることができ、また、上述したシート状基材１の所定領域内に例えば渦巻状に高密度で配された導電糸５を電極として機能させることができる。
【００７３】
図８（ｂ）には、導電性複合シート１０が、筋肉をサポートすることで運動機能を支援するコンプレッションタイプのパンツ５０の肌面側に熱融着された状態が示されている。この様な衣服は、例えばポリウレタン糸を混用した天竺編（平編）、リブ編（ゴム編、フライス編）、パール編、デンビー編（トリコット編）、アトラス編、コード編、あるいはそれらの変化組織などの編地で構成することができる。
【００７４】
導電性複合シート１０に配された導電糸５の一端側１１が中継配線部材２０とともに、身生地５１に形成されたスリット（図示せず）を介して表面側に取り出されて、ウェアラブルデバイスを接続するための接続ボックスに接続されている。
【００７５】
なお、導電性複合シート１０が装着されるウェアは、コンプレッションタイプのパンツに限るものではなく、コンプレッションタイプの上半身用のウェアであってもよいし、コンプレッションタイプ以外のウェアであってもよい。各種のスポーツやフィットネスに用いる肌着や、心電図など継続的に計測する必要がある用途に用いられる肌着などにも適用できる。
【００７６】
図８（ｃ）は、着用者の発汗などによって導電糸５同士が短絡することがないように、撥水性または防水性のシート４５（図８（ｃ）中、ハッチングされた領域）で導電糸５が被覆された例が示されている。
【００７７】
図９には、中継配線部材２０とウェアラブルデバイスとを接続するための薄型の接続ボックス６０が示されている。接続ボックス６０は衣服の表面側に接着固定された樹脂製の端子ボックスで、着脱可能な蓋体６１を備えている。接続ボックス６０には、中継配線部材２０に備えた第２の電極端子２４を挿入固定する第１コネクタＣＮ１と、ウェアラブルデバイスと接続するためのフラットケーブルＦＣを接続する第２コネクタＣＮ２と、第１コネクタＣＮ１と第２コネクタＣＮ２の対応する端子同士を接続する配線部６２を備えている。第２コネクタＣＮ２と接続されるフラットケーブルＦＣの他端側に配された第３コネクタＣＮ３とウェアラブルデバイスとが電気的に接続される。
【００７８】
第１コネクタＣＮ１に接続された中継配線部材２０及び導電性複合シート１０の端部が接続ボックス６０に収容された状態で蓋体６１を取り付けることにより、上述した端子接続構造全体が接続ボックス６０に収容されて保護されるようになる。
【００７９】
［導電性複合シートの別実施形態］
上述した実施形態では、シート状基材１が熱可塑性樹脂シートで構成され、導電糸５が伸縮性を有する芯糸に金属被覆糸が巻きつけられたカバリング糸で構成された例を説明したが、導電糸５が非伸縮性の芯糸に金属成分を被着させた金属被覆糸など非伸縮性の導電糸５で構成されていてもよい。
【００８０】
図１０に示すように、シート状基材１上で導電糸５を所期の配線方向（一点鎖線で示されている）に対して交差する方向に交互に振るように、例えばジグザグ状に配置することで、シート状基材１の伸縮に伴って伸縮可能に構成することができる。
【００８１】
上述した実施形態では、導電糸５が熱可塑性樹脂シート１に溶着固定される例を説明したが、導電糸５が熱可塑性樹脂シート１に伸縮縫いにより固定されていてもよい。この様な構成によってもシート状基材１の伸縮に伴って導電糸５が伸縮可能になる。
【００８２】
図１１（ａ），（ｂ）には、伸縮縫いとして２本針偏平縫いが採用された例が示されている。上下２本の導電糸５が表糸として２本針で並行に縫い付けられ、裏糸となる飾り糸６で導電糸５のループが交絡されている。この場合、導電糸５が伸縮縫いされた熱可塑性樹脂シート１にさらに別の熱可塑性樹脂シートを重畳配置し、両者を接着固定してもよい。
【００８３】
導電糸５自体に伸縮性を備えていなくても伸縮縫いによって配線パターンが描かれるので、熱可塑性樹脂シート１と一体となって伸縮性が現れるようになる。さらに、ミシンを用いて所定のパターンで伸縮縫いすればよいので、仮に多品種少量生産であっても設備コストの高騰を来すことなく臨機応変に対応できるようになる。
【００８４】
この場合、導電糸５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皮膜線（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い。
【００８５】
伸縮縫いとしてオーバーロック縫い、偏平縫い、環縫いまたは千鳥縫いの何れかを採用することができ、使用可能なミシンの選択の範囲が広がり、設備コストも抑制することができる。
【００８６】
何れの態様であっても、導電糸５を用いて配線パターンを形成することにより高い自由度で所望の湾曲形状や屈曲形状を実現することができる。そして、仮に折り曲げられても導電糸５は容易に破断するようなことがなく、衣服に装着された場合でも着心地の悪化を招くことがない良好で信頼性の高い導電性複合シート１０となる。
【００８７】
導電性複合シートの装着対象は衣服に限るものではなく、身体表面と接触する任意の布帛、例えば帽子、手袋、靴下、鉢巻、サポータ、包帯などであってもよい。
【００８８】
［中継配線部材の別実施形態]
上述した実施形態では、中継配線部材２０がポリイミド製の絶縁性のベースフィルムである可撓性の基板２１として具現化された例を説明したが、中継配線部材２０は可撓性を備えている必要はなく、フェノール樹脂やエポキシ樹脂などを用いて構成された剛性のある板状の基板で構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明による端子接続構造を備えた導電性複合シート１０は、体温、心拍数、心電図、筋電図などの生体情報を計測するウェアラブルデバイス用の衣服に装着する信号伝達配線部材として広く活用される。
【符号の説明】
【００９０】
１：シート状基材（熱可塑性樹脂シート）
５：導電糸
５ａ：芯糸
５ｂ：金属被覆糸
１０：導電性複合シート
２０：中継配線部材
２１：基板
２２：配線（配線パターン）
２３：第１の電極端子
２４：第２の電極端子
【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】
2019220247.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019220247.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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