(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に、電極の配置箇所、及び前記電極に結線する電線の配線パターンのそれぞれに対応する凹部及び溝を設けたことを特徴とする電極付きゴム手袋の製造用手型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電極付きのゴム手袋と、その製造方法及び当該方法に用いる手型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、手の指の所定箇所に電極を当て、電気刺激を与えることで、実際には機械的接触がない指先に触覚を起こさせる空間透明型触覚提示装置が開示されている。そして、実施形態として、執刀医が手術中に好ましくない動きを示したときには、電気刺激による触覚を与えて、注意を喚起する例が開示されている。
【０００３】
この技術は、人差し指の両側面を走る求心性神経に電気刺激を与えることで、刺激位置とは異なる指先（求心性神経の機械受容器）に触覚を生じさせることを特徴とするものであるから、手術用メスや筆といった指先で保持する道具を電極に邪魔されることなく持つことができる。
【０００４】
なお、当該技術では、指先に触覚を与えるが、指を本人の意思に反して動かす力までも生じさせるものではない。
【０００５】
一方、特許文献２には、電極を備えたゴム手袋による触覚発生装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−５５９６号公報
【特許文献２】実公平６−３９９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、特許文献１には、当該装置を、手術中の執刀医への注意喚起に用いることが開示されており、指に対する電極の位置合わせについてはバンドが開示されている。しかし、手術に必須である手袋との関係については言及がない。この点、先にバンドを装着し、その上から手術用手袋を装着すると、装着中に手袋との摩擦でバンドがずれやすく、装着後は手袋が手に密着した状態となるので、バンド位置の修正が困難となり、指の適切な箇所に電気刺激を与えることができない。また、手術用手袋は絶縁性ゴムからなるため、手術用手袋の上からバンドを装着しても、指に電気刺激を与えることができない。
【０００８】
一方、特許文献２には、予め指の装着部に電極を設けたゴム手袋が開示されている。また、電極と接続する電線については、導電性ゴム部と外皮との間に埋め込む構成が開示されている。しかし、電線に伸縮性はなく、ゴム手袋の伸縮に追従しないため、手袋が最も伸びる装着時に電線が切断する恐れがある。
【０００９】
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装着時に電線が切断する恐れがなく、しかも、指に対する電極の位置合わせ及び電気刺激の付与が確実な電極付きのゴム手袋を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために本発明では、まず電極付きゴム手袋として、手型を二回にわたり絶縁性ゴムの液槽に浸漬して、内層と外層を形成する二重成型によって得る手袋本体と、該手袋本体の指の装着部に、肌側を露出して設けられ、当該露出部を介して装着した指の求心性神経に電気刺激を与える電極と、該電極に結線され、前記手袋本体の手の甲側に沿って配線する電線とを備え、前記電線は、前記内層と外層の間に挟み込んだ状態で、配線途中を蛇行状の伸び代部とするという特徴的手段を用いる。
【００１１】
当該手段による電極付きゴム手袋によれば、電極をゴム手袋に一体的に設けたので、手袋を装着するだけで、電極の位置決めが完了する。なお、自身の手に応じたサイズの手袋を選択することで、電極の正確な位置決めが担保されることはもちろんである。そして、電極は肌側が露出して指に直接接触するので、電線を通じて電極に所定の電気信号を付与すれば、当該電極が接触する指の求心性神経が電気刺激され、その指の例えば指先に触覚を生じさせることができる。このような電気刺激による指への模擬的な触覚付与の原理は、特許文献１に記載されているとおりである。
【００１２】
また、電線は、配線途中に蛇行状の伸び代部を有しているので、ゴム手袋の装着時や手の動きによって手袋が伸びたとしても、これに追従して伸び代部が伸びるので、電線が切断されることはない。
【００１３】
さらに、電線は、手のひら側ではなく、手の甲側に沿って配線されているので、道具を持った状態で手の動きが邪魔されることがない。しかも、絶縁性ゴムからなる手袋本体の内外層の間に挟み込まれているので、裸線によって電線を構成した場合でも絶縁効果が得られ、汗や気体が電線に接触することがないため、誤動作も防止できる。
【００１４】
本発明において、電極の数は限定せず、電気刺激を付与したい指の数等に応じて決すればよい。この点、医療用ツールなどの細長いツールを、人差し指と親指の２本を使って、いわゆる鉛筆持ちする場合、人差し指の第二関節付近の両側と、親指の第一関節付近二箇所の計四箇所に電気刺激を与えることによって、より確実に、人差し指と親指それぞれの指先に触覚を生じさせることができる。そこで、本発明では、一個の電極に一本の電線を結線した電気刺激モジュールを複数備えるという手段を用いる。しかし、電気刺激によって触覚を生じさせるためには、特許文献１に示されているように、最低でも０．１ｍＡの電流が必要であり、そのためには、２００Ｖの電圧を必要とし、特定の周波数の電気信号として電極に付与するが、このような電気を電線に流すと、電線周囲にノイズ系の高長波が発生する。したがって、本発明では、各組の電線を、通電時に互いに電気的干渉が生じない間隔をもって配線するという手段を用いる。
【００１５】
なお、電極は、端子がむき出しなのは好ましくないので、端子の少なくとも肌側露出部を、例えば導電性シリコーンなどの導電性ゴムで被覆したものであることが好ましい。肌に対して柔らかな接触が得られるからである。また、電極には、ＧＮＤ（アース）電極を含む場合もある。
【００１６】
一方、上述のような、指の求心性神経を電気刺激する電極付きのゴム手袋を製造する方法として、本発明では、手型を絶縁性ゴムの液槽に浸漬して肌側となる内層を形成する内層形成工程と、当該工程後の手型に、肌側を露出可能に電極を配置すると共に、該電極に予め結線された電線を、途中、蛇行状の伸び代部を確保しつつ手の甲側に沿って配線する電極・電線配置工程と、当該工程後の手型を再度、絶縁性ゴムの液槽に浸漬して、前記電極及び電線を被覆する外層を形成する外層形成工程とを備える。
【００１７】
なお、外層形成工程にて本発明の手袋そのものの製造は完了するのであるが、これを使用するためには、手型から離型することはもちろんである。この離型は、通常どおり、手袋を裏返しながら行うため、電極の肌側露出部が外側に位置することになり、この状態で装着しても、有効な電気刺激を与えることができない。したがって、製品として出荷するためには、離型後の手袋を、再度、裏返す必要がある。つまり、外層形成工程後、離型前の手型に装着されている状態が、実際に使用する際の状態である。
【００１８】
上述のような電極付きゴム手袋を製造する際に用いる手型として、本発明では、表面に、電極の配置箇所、及び前記電極に結線する電線の配線パターンのそれぞれに対応する凹部及び溝を設けるという手段を用いる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電極付きゴム手袋によれば、装着中や手の動作中に電線が切断することがなく、電極を常に正しい箇所に位置させ、電気的干渉や汗等による腐食を防止して、指に対して確実に所望の電気刺激を与えることができる。
【００２０】
また、本発明の製造方法によれば、裸線からなる電線を確実に絶縁性ゴムによって被覆し、絶縁効果と電線の保護効果を享受することができる。
【００２１】
さらに、本発明の手型によれば、容易且つ安定して電極を配置し、電線を配線することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電極付きゴム手袋を示す説明図
【図２】同、要部断面の模式図
【図３】同、製造方法を示す工程図
【図４】同、製造用手型の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電極付きゴム手袋（右手用）であって、（ａ）は手のひら側、（ｂ）は手の甲側を示している。図中、１ａ〜１ｅは五指に対応する指の装着部、２は手のひらの装着部、３は前腕の装着部、４は手の入れ口となるカフ部であって、（ａ）に示すように、この実施形態では、親指の装着部１ａと人差し指１ｂとに各３つの電極５を設けている。なお、電極５のうち、各装着部１ａ・１ｂの両側面に設けた左右一対の電極５は、親指と人差し指のそれぞれに走る求心性神経に電気刺激を付与する刺激電極であり、各装着部１ａ・１ｂの中央に位置する電極は、ＧＮＤ電極である。ただし、電極５の数や配置は、この実施形態のものに限定されない。
【００２４】
これら電極５には、電気信号を伝達するための電線６が結線されており、この実施形態では、（ｂ）に示すように、手のひらの装着部２及び前腕の装着部３の手の甲側に沿って配線し、カフ部４に導出している。なお、電線６の末端には適当なコネクタを設けることもあり、図例では、電線６の末端をカフ部４から突出しているが、その長さは手の動きを邪魔しない限り、自由である。
【００２５】
また、各電線６は、通電時に互いに電気的干渉を生じない間隔ｄをもって配線されている。この間隔ｄは、一例として８ｍｍであるが、流れる電流の大きさや電圧に応じて設定する。
【００２６】
さらに、各電線６は、配線途中に、左右に蛇行する伸び代部７を確保して配線されている。これは電線６を直線状に配線すると、手袋を装着するときの伸びによって切断する恐れがあるためであり、この伸び代部７によって手袋の伸びに追従することで切断を回避することができる。
【００２７】
図２は、本手袋の要部断面を示す模式図である。同図に示すように、本手袋は肌側の内層８と、その外面を覆う外層９の二層構造となっている。これらの層は、何れも絶縁性ゴムによって形成されており、後述する二重成型法により形成される。なお、内層８と外層９は、分離するものではなく、一体である。また、内層８と外層９を合わせた手袋の肉厚は、手術用であれば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度に設定されるが、これに限定するものではない。
【００２８】
そして、電極５は、外側に関しては外層９で絶縁被覆されているが、肌側に関しては内層８が存在せずに露出している。つまり、電極５の肌側露出部５ａは絶縁されておらず、指に直接接触して電気刺激を与えることができる構造となっている。なお、この実施形態では、電極５の肌側露出部５ａを導電性シリコーンなどの導電性ゴムによって構成しており、指への接触を柔らかなものとしている。
【００２９】
一方、電線６は、内層８と外層９の間に挟み込まれている。言い換えれば、電線６は内層８と外層９が一体となって形成される手袋の厚み内に埋め込まれている。これは電線６として、線径が極細で、しなやかさを有して、手の動きに対する影響が小さく、且つ、通電効率が良い、ナイロンに銀メッキを施した銀メッキ糸を採用したときに、これを絶縁性ゴムからなる内層８と外層９とで被覆して電気絶縁するためである。つまり、銀メッキ糸は裸線であるため、当該構成によって電気絶縁しているのである。また、このように電線６を被覆することで、汗や空気との接触を遮断し、ノイズの発生による誤動作を防止することもできる。
【００３０】
上記電極付きゴム手袋によれば、これを装着するとき、また、手を動かすときに手袋が伸びても、伸び代部７を設けたことによって、電線６が断線する恐れがない。そして、この電線６を適当な電気信号発生器（図示せず）と接続し、適当なタイミングで通電することにより、電極５が指の求心性神経を電気刺激し、その指に実際には機械的接触がないにもかかわらず、触覚を知覚させることができる。
【００３１】
図３は、上記手袋の製造方法を示す工程図である。まず、（ａ）の内層形成工程では、通常どおり、手型１０を絶縁性ゴムの液槽１１に浸漬し、上述した内層８を形成する。つまり、浸漬後に、手型１０を液槽１１から取出し、乾燥等によって内層８が形成される。
【００３２】
次に、（ｂ）の電気刺激モジュールの配線工程では、予め電極５と電線６とが一対一で結線されている電気刺激モジュールを必要な組数用意し、それぞれを内層８の上からセットする。ここで、手型１０は、図４に示すように、その表面に予め、電極５の配置箇所、及び電線６の配線パターンが彫り込まれている。つまり、電極５の配置箇所に対応する凹部１２は、指の求心性神経に当接する位置に設けられ、上述した（円形の）絶縁性シリコーンを象った円形状の窪みによって構成され、電線６の配線パターンに対応する溝１３は、蛇行状配線の伸び代部７を含めて全体が、上述した銀メッキ糸の線径に応じた幅と深さの溝によって構成されている。
【００３３】
このように手型１０には予め、電気刺激モジュールの配置・配線に対応する凹部１２及び溝１３が形成されているので、これに内層８の上から電極５及び電線６を嵌め込む等してセットすることによって、常に、同じ位置・配線でもって手型１０に電極５を配置し、電線６を配線することができる。
【００３４】
そして、外層形成工程（ｃ）では、電極５と電線６とからなる電気刺激モジュールを必要数をセットした手型１０を再度、絶縁性ゴムの液槽１１に浸漬し、これら全組の電極５と電線６とを被覆する外層９を形成する。この外層９の形成においても、液槽１１から手型１０を取出し、乾燥・加硫等を施すことはもちろんである。
【００３５】
なお、本発明の電極付きゴム手袋において、電極５は、図２にしたがって説明したように、その肌側露出部５ａに内層６が存在せず、指に直接接触するように構成している。上記の製造方法において、このような構成とするためには、工程（ａ）の前に、手型１０の電極配置箇所に対応する凹部１２に、予めゴム液の付着を阻止するマスキングを施しておくか、工程（ａ）の後、工程（ｂ）の前に、手型１０に装着したままの状態で凹部１２の内層６を切除するか、手型１０から離型後に電極５を覆う内層６を切除するか、の何れかの手段により可能である。本発明において、何れの手段をも採ることができる。
【００３６】
そして、工程（ｃ）の後は、手型１０から手袋を離型する。このとき、通常、手袋を裏返しながら離型するが、そうすると電極５の肌側露出部５ａが外側に露出することになり、そのままの状態では手袋を使用することができない。したがって、裏返しによって手袋を手型１０から離型したときは、この手袋を再度、裏返して、工程（ｃ）と同じ状態に戻して、これを出荷することになる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の電極付き手袋は、特許文献１に示された用途、即ち、医療用（歯科を含む）の手袋として使用することができる。しかし、用途はこれに限定されず、指先を使う者に対して、電気刺激による触覚で、注意等を喚起することが有効な全ての用途に利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ａ〜１ｅ  指の装着部
２  手のひらの装着部
３  前腕の装着部
４  カフ部
５  電極
５ａ  肌側露出部
６  電線
ｄ  電線の配線間隔
７  電線の伸び代部
８  内層
９  外層
１０  手型
１１  絶縁性ゴムの液槽
１２  電極の配置箇所に対応する凹部
１３  電線の配線パターンに対応する溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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