(57)【要約】  物品を成形する方法（１００）は、第一材料（５０）を第一の型（６１）に射出することにより物品の第一部分（２）を形成するステップ（１０４）であって、第一の型が物品の第一部分にフランジ（８）を画定するように形作られる、ステップ（１０４）と、物品の第一部分を第二の型（９１）内に配置するステップ（１０６）であって、第二の型が第一プレート（９０）および第二プレート（９２）を有する、ステップ（１０６）と、第二の型の第一プレートと第二プレートとの間でフランジを圧縮するステップ（１０８）と、第二の型の第一プレートと第二プレートとの間でフランジを圧縮しつつ第二材料（５５）を第二の型に射出することにより物品の第二部分（４）を形成するステップ（１１０）と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を成形する方法であって、
第一材料を第一の型に射出することにより前記物品の第一部分を形成するステップであって、前記第一の型が前記物品の第一部分にフランジを画定するように形作られる、ステップと、
前記物品の第一部分を第二の型内に配置するステップであって、前記第二の型が第一プレートおよび第二プレートを有する、ステップと、
前記第二の型の前記第一プレートと前記第二プレートとの間で前記フランジを圧縮するステップと、
前記第二の型の前記第一プレートと前記第二プレートとの間で前記フランジを圧縮しつつ第二材料を前記第二の型に射出することにより前記物品の第二部分を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記フランジを圧縮すると前記フランジが変形し、これにより前記フランジと前記第二の型との間にシールが形成される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一材料の硬度および前記第二材料の硬度の各々がショアＡデュロメータスケールで測定可能である請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一材料および前記第二材料はどちらも、ショアＡ硬度が８５以下である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第一材料および前記第二材料の少なくとも一方は、ショアＡ硬度が４５〜７０である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第一材料および前記第二材料の各々は、熱可塑性材料を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第一材料および前記第二材料の各々は熱可塑性ポリウレタンを含む請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記物品の第二部分を形成するステップの前に、前記物品の第一部分上に電気回路を配置するステップをさらに含む請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記物品の第二部分を形成するステップの前に、前記電気回路の少なくとも一部を保護ハウジングで覆うステップをさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第二材料は、前記第二材料を前記保護ハウジングの方へ向けるように配置された射出点から前記第二の型に射出される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電気回路はケーブルに接続され、前記ケーブルの一端部は前記保護ハウジングにより覆われ、前記ケーブルの他端部は前記保護ハウジングの外側を延在する請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ケーブルはシースを備え、前記保護ハウジングは前記シースを把持するように構成される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記保護ハウジングはシースとのシールを形成するように構成される請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記電気回路は基板を備え、前記保護ハウジングは前記基板とのシールを形成するように構成される請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記電気回路は、ケーブルに接続され、前記ケーブルはシースを備え、前記物品の第二部分は前記シースに結合される請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記物品は人間または動物の身体に刺激を加えるためのパッドである請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記物品の第一部分を形成するステップは、
前記第一の型内に導電部材を配置するステップと、
前記第一材料を前記第一の型に射出し、それにより前記第一材料が前記導電部材に結合するステップと、
を備える請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記導電部材は、楕円形を有する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記導電部材は、前記第一材料が結合される表面と、
前記表面に実質的に平行に配設された溝と、
を備える請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一の型はリッジを備え、前記溝は前記リッジに係合するように構成される請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
電気回路は、前記電気回路を貫通して延在する長穴を有する基板を備え、溝は前記電気回路が前記物品の第一部分上に配置されたときに前記長穴に揃う請求項８から１５のいずれか一項に従属する請求項１９または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第一の型はインサートを備え、前記インサートは前記第一の型から隙間により分離され、前記隙間は前記第一材料が前記第一の型に射出されるときに空気が前記第一の型から出るのを可能にする請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の方法により製造された物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を成形する方法およびその方法により製造される物品に関する。この方法は、人間または動物の体に刺激を加えるためのパッドを製造するのに使用されてよいが、様々な他の物品を製造するのに使用されてもよい。
【背景技術】
【０００２】
様々な治療用途に関して、当技術分野では現在、電気刺激、温熱療法、および熱刺激を含むいくつかの治療方式が知られている。電気刺激では、一時的に皮膚に取り付けられた１つまたは複数の刺激パッドにより単一の筋肉または一群の筋肉に電流が加えられる。刺激パッドと皮膚との間の導電性を向上させるために導電ゲルが使用されることが多い。電流を加えて筋肉を収縮させることにより、傷ついた筋肉を強化し浮腫を軽減させることから疼痛を緩和し治癒を促進することまで様々な効果をもたらすことができる。温熱療法では、身体に熱が加えられる。温熱療法は、筋肉痙攣の緩和、治癒を促進する血流の増大などのいくつかの効果を有するので非常に有用である。しかし、併用療法、すなわち、マッサージ、超音波、および／または電気刺激などの他の方式を相乗的に使用することが、温熱療法単独よりも有効であることが分かっている。熱刺激は、温熱療法と電気刺激を同時に使用することを含む１つのそのような療法である。熱刺激では、熱の治癒効果が、電気刺激の強化、調整、疼痛緩和、および治癒効果とともにもたらされる。さらに、熱を加えることは、患者がより高い電流に耐えるのを可能にするという点で有効であることが分かっている。これにより、電界強度がより高くなるとともに侵入深さがより深くなり、したがって、加熱を伴わない電気刺激で実現できるよりも、確実な結果が得られる。熱刺激は、皮膚に一時的に取り付けられたパッドを使用して行われてよい。
【０００３】
本発明者は、現在入手可能な刺激パッドのいくつかの欠点を特定した。電気刺激、温熱療法、および熱刺激用の改良された刺激パッドが必要である。本発明者は、改良された刺激パッドは、患者の筋肉を効果的に刺激するのに十分な電流を供給することができ、患者の皮膚の温度を最高４３℃で一定に維持するのに十分な熱を供給することができ、見た目がよく、清掃が可能であり、患者の皮膚にうまく接触するのに十分な可撓性を有し、患者の皮膚に炎症を生じさせず、水密性を有し、かつ耐久性を有するべきであると考える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１５００９２号パンフレット
【特許文献２】米国特許第７７３９７９１号明細書
【特許文献３】米国特許第６３１９４４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の成形方法では、これらの厳しい要件を満たす刺激パッドを製造することはできない。特に、本発明者は、既存の成形方法を使用して、軟質ポリマーを含む物品のある部分を同じく軟質ポリマーを含む物品の別の部分に対して成形すると、２つの部分の界面にばりが形成される（物品の見た目に悪影響を与える）か、または２つの部分が変形する（物品の機能および見た目に悪影響を与える）か、または２つの部分が互いに適切に結合しなくなる（水密性および耐久性に悪影響を与える）傾向があることを知った。さらに、物品内に電子コンポーネントが埋め込まれると、電子コンポーネントが成形プロセス中に生じる熱および圧力により損傷するおそれがある。
【０００６】
特許文献１は、液体シリコーンゴムのインサート成形方法に関する。特許文献２は、オーバーモールドされた電子アセンブリを製造する方法に関する。特許文献３は、測定装置をその機能要素、特にそのコンポーネントならびに電気回路および電子回路を全体的または部分的にオーバーモールドすることにより製造するプロセスに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一態様は、物品を成形する方法であって、第一材料を第一の型に射出することにより物品の第一部分を形成するステップであって、第一の型が物品の第一部分にフランジを画定するように形作られるステップと、物品の第一部分を第二の型内に配置するステップであって、第二の型が第一プレートおよび第二プレートを有するステップと、第二の型の第一プレートと第二プレートとの間でフランジを圧縮するステップと、第二の型の第一プレートと第二プレートとの間でフランジを圧縮しつつ第二材料を第二の型に射出することにより、物品の第二部分を形成するステップと、を備える、物品を成形する方法を提供する。
【０００８】
フランジが圧縮されると物品の第一部分の硬度が増す。このように硬度が増すと、物品の第一部分は、物品の第二部分が形成されるときに受ける圧縮力により、うまく耐えることができるようになり、それにより第一部分の変形が防止される。
【０００９】
フランジを圧縮するとフランジが変形し、それによりフランジと第二の型との間にシールが形成されることが好ましい。このシールにより第二の型の第一プレートと第二プレートとの間の分割線上にばりが生じるリスクが低減する。これにより、物品の見た目が向上し、ばりを除去するための仕上げプロセスを不要にすることができる。
【００１０】
第一材料および第二材料の各々は軟質プラスチック材料を含むことが好ましい。第一材料の硬度および第二材料の硬度の各々がショアＡデュロメータスケールで測定可能であることが好ましい。第一材料と第二材料の少なくとも一方はショアＡ硬度が８５以下であることが好ましい。第一材料が軟質である場合、フランジは第二の型の第一プレートと第二プレートとの間で圧縮されたときに変形することができる。これにより、フランジと第二の型との間に良好なシールが形成され、それによりばりが生じるおそれが軽減する。
【００１１】
第一材料と第二材料のどちらのショアＡ硬度も８５以下であることが好ましい。第一材料と第二材料の両方が軟質である場合、フランジを圧縮することにより硬度を一時的に高めると、ある軟質材料を、第一部分を変形せずに、別の軟質材料に結合することが可能になる。
【００１２】
第一材料と第二材料の少なくとも一方はショアＡ硬度が４５〜７０であることがより好ましい。第一材料と第二材料はどちらもショアＡ硬度が４５〜７０であることがより好ましい。本発明の特定の例では、第一材料と第二材料はどちらもショアＡ硬度が７０である。
【００１３】
第一材料および第二材料の各々はポリマーを含むことが好ましい。第一材料および第二材料の各々は熱可塑性材料を含むことがより好ましい。第一材料および第二材料の各々は熱可塑性ポリウレタンを含むことがより好ましい。熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は射出成形に適しており、比較的軟質にすることができ、良好な機械的特性および化学的特性を示す。
【００１４】
この方法は、物品の第二部分を形成するステップの前に物品の第一部分上に電気回路を配置するステップをさらに含むことが好ましい。それにより、電気回路は物品の第一部分と第二部分との間に封止される。本明細書で説明する成形方法により物品の第一部分と第二部分は適切に結合することにより、このように水およびその他の望ましくない物質が回路に進入することが防止される。
【００１５】
この方法は、物品の第二部分を形成するステップの前に電気回路の少なくとも一部を保護ハウジングで覆うステップをさらに含むことが好ましい。保護ハウジングは、第二材料が射出されるときに受ける熱および圧力から回路を保護する。
【００１６】
第二材料は、第二材料を保護ハウジングの方へ向けるように配置された射出点から第二の型に射出される。これにより、第二材料は回路に接触する前に保護ハウジングに接触し、それにより、回路が第二材料の熱および圧力により損傷を受けるリスクが低減する。
【００１７】
回路はケーブルに接続されることが好ましく、ケーブルの一端部は保護ハウジングにより覆われ、ケーブルの他端部は保護ハウジングの外側を延在する。保護ハウジングは、回路とケーブルとの間の影響を受けやすい接続部を第二材料が射出されるときに受ける熱および圧力から保護する。
【００１８】
ケーブルはシースを備えることが好ましく、保護ハウジングはシースを把持するように構成される。それにより、保護ハウジングは、回路とケーブルとの間の接続部がケーブルに加えられることがある引張り力により、損傷しないように保護する。保護ハウジングはシースとのシールを形成するように構成されることが好ましい。保護ハウジングとシースとの間のシールは、第二材料が保護ハウジングに進入するのを防止し、それにより回路とケーブルとの間の接続部が損傷を受けるのを防止する。
【００１９】
回路は基板を備え、保護ハウジングは基板とのシールを形成するように構成されることが好ましい。保護ハウジングと基板との間のシールは第二材料が保護ハウジングに進入するのを防止し、それにより保護ハウジング内に含まれる回路の部分が損傷するのを防止する。
【００２０】
回路は、シースを備えるケーブルに接続され、物品の第二部分はシースに結合されることが好ましい。第二部分をシースに結合すると、水およびその他の望ましくない物質が回路内に進入するのが防止される。
【００２１】
物品は人間または動物の体に刺激を加えるためのパッドであることが好ましい。本明細書で説明する方法は、刺激パッドを製造するために使用されると特に有利である。たとえば、軟質材料を使用すると、可撓性であって、ユーザの身体の輪郭に適合することができ、それにより、刺激時に皮膚に適切に接触することができる刺激パッドが得られる。刺激パッドは、型の第一部分と第二部分との間の分割線上のばりが減少するので優れた見た目を有する。さらに、本明細書で説明する成形方法では、第一部分と第二部分が適切に結合され、刺激パッドが耐久性および防水性を有し、清掃しやすくなる。
【００２２】
物品の第一部分を形成するステップは、第一の型内に導電部材を配置するステップと、第一材料を第一の型に射出し、それにより第一材料が導電部材に結合するステップと、を備えることが好ましい。これにより、導電部材と物品の第一部分の残りの部分を形成する第一材料とが適切に結合する。
【００２３】
導電部材は、楕円形を有することが好ましい。楕円形の導電部材は、第一材料が射出されるときに受ける圧縮力により歪むことが少ない。導電部材の歪みを軽減することは、それ自体が望ましく、さらに、導電部材と物品の第一部分との界面にばりが形成されるのを回避するのを助ける。
【００２４】
導電部材は、第一材料が結合される表面と、表面に実質的に平行に配設された溝と、を備えることが好ましい。導電部材は通常、第一材料よりも硬い。溝は導電部材が導電部材と第一材料との界面の近くでたわむのを可能にし、それにより、加えられた力により刺激パッドが屈曲したときに第一材料が導電部材から外れるリスクが低減する。
【００２５】
第一の型はリッジを備えることが好ましく、溝はリッジに係合するように構成されることが好ましい。それにより、リッジは、第一材料が射出されるときに導電部材を補強する。このことは、導電部材の歪みを軽減し、それにより、導電部材と物品の第一部分との界面にばりが形成されるのを回避するのを助ける。
【００２６】
電気回路は、電気回路を貫通して延在する長穴を有する基板を備え、溝は電気回路が物品の第一部分上に配置されたときに長穴に揃うことが好ましい。第二材料は、射出成形されるときに長穴を通過して溝の内面に結合してもよい。これにより、第二部分を導電部材に結合することを可能にし、かつ回路を所定の位置に保持することにより刺激パッドの耐久性が向上する。
【００２７】
第一の型はインサートを備えることが好ましく、インサートは第一の型から隙間により分離され、隙間は第一材料が第一の型に射出されるときに空気が第一の型から出るのを可能にする。このように空気が第一の型から出るのを可能にすることにより、第一材料は第一の型全体を充填することができる。
【００２８】
本発明のさらなる態様は、本明細書で説明する方法により製造される物品を提供する。
【００２９】
次に、本発明の好ましい特徴について、純粋に一例として、添付の図面を参照して説明する。図面において、同じ要素は同じ参照符号を使用して示される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】刺激パッドの上面等角図である。
【図２】図１に示す刺激パッドの底面等角図である。
【図３】図１および図２に示す刺激パッドの分解図である。
【図４】フランジが強調表示された、図１〜図３に示す刺激パッドの上面図である。
【図５】図１〜図４に示す刺激パッドを成形する方法の流れ図である。
【図６】図５に示す方法の第一ステップ中の第一の型の断面図である。
【図７】図６に示す第一の型の第一プレートの等角図である。
【図８】図６に示す第一の型の第二プレートの等角図である。
【図９】閉じられたときの第一の型の断面図である。
【図１０】図５に示す方法の第二ステップ中の第一の型の断面図である。
【図１１】図１０の拡大図である。
【図１２】図５に示す方法の第二ステップ中の刺激パッドの平面図である。
【図１３】図５に示す方法の第二ステップによる刺激パッドの第一部分の上面等角図である。
【図１４】電子コンポーネントを付加した後の図１３に示す刺激パッドの第一部分の上面等角図である。
【図１５】図５に示す方法の第三ステップ中の第二の型の断面図である。
【図１６】図１５に示す第二の型の第一プレートの等角図である。
【図１７】図１５に示す第二の型の第二プレートの等角図である。
【図１８】図５に示す方法の第四ステップ中の第二方法の断面図である。
【図１９】図１８の拡大図である。
【図２０】図５に示す方法の第五ステップ中の第二の型の断面図である。
【図２１】図２０の拡大図である。
【図２２】図１〜図３に示す刺激パッドの導電部材の等角図である。
【図２３】図１〜図３に示す刺激パッドの導電部材の部分断面斜視図である。
【図２４】図１〜図４に示す刺激パッドの断面図である。
【図２５】図１〜図４に示す刺激パッドを備える刺激システムの概略図である。
【図２６】図３に示す回路の上面図である。
【図２７】図３に示す回路の底面図である。
【図２８】図３に示す回路のコネクタの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、物品を成形する方法およびその方法により製造される物品に関する。この方法を、成形される物品が人間または動物の身体に刺激を加えるためのパッドである例を参照することにより例示する。しかし、この方法は、他の種類の物品を成形するのに使用されてよく、したがって、本発明は刺激パッドの製造のみに限定されない。
【００３２】
次に、刺激パッド１について図１〜図４を参照して説明する。図１および図２は、刺激パッド１のそれぞれ上面等角図および底面等角図である。図３は刺激パッド１の拡大図である。刺激パッド１は第一部分２と第二部分４とを備える。第一部分２は、以下に説明する成形方法により第二部分４に結合される。刺激パッド１は、図１において上向きに示され、第一部分２と第二部分４の両方により画定された第一表面３を有する。刺激パッド１は、図２において上向きに示され、主として第一部分２により画定された第二表面５も有する。第一表面３は第二表面５の実質的に逆方向に向けられている。
【００３３】
刺激パッド１の第一部分２はフランジ８を備える。フランジ８は図４において陰影領域により示されている。フランジ８は刺激パッド１の第一表面３の一部を形成する。フランジ８は刺激パッド１の第二部分４の周囲の少なくとも１つの一部を囲む。
【００３４】
様々なコンポーネント１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６が刺激パッド１の内側に配置され、第一部分２と第二部分４との間に封止される。これらのコンポーネントには、人間または動物の身体に加えることのできる刺激を発生させるように動作できる電気回路１６が含まれる。たとえば、回路１６は電気刺激および／または熱を発生させることができる。回路１６は、ケーブル１２の対応する第二コネクタ２２に接続できる第一コネクタ２４を備えてよい。ケーブル１２は刺激パッド１の外側を延び、したがって、ケーブル１２の長さの一部のみが刺激パッド１内に含まれる。ケーブル１２は、シースに囲まれ、１本または複数の導電線を備えるコアを備える。ケーブル１２は、電力および場合によりは１つまたは複数の制御信号をコンソール（図２５では参照符号２１０により示されている）から回路１６に供給するように動作可能である。ケーブル１２は、１つまたは複数のフィードバック信号を回路１６からコンソールに供給するようにも動作可能である。
【００３５】
張力緩和部材１０がケーブル１２をその刺激パッド１への進入点の所で囲むことが好ましい。張力緩和部材１０はケーブル１２の屈曲を制限し、それにより屈曲がケーブル１２自体または第一コネクタ２２および第二コネクタ２４に損傷を生じさせるリスクが低減する。張力緩和部材１０は刺激パッド１の第二部分４に一体的に形成されることが好ましい。張力緩和部材１０は後述の成形方法によりケーブル１２に結合されることが好ましい。
【００３６】
回路１６は視覚的インジケータ１４を備えてもよい。視覚的インジケータはたとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えてよい。視覚的インジケータ１４は回路１６のステータスを視覚的に表示するように動作可能である。たとえば、視覚的インジケータ１４は、回路１６に電力が供給されていることを示してよく、かつ／または回路１６が人間または動物の身体に刺激を加える準備が完了したことを示してよい。視覚的インジケータ１４が刺激パッド１６の内部に配置されるとき、第二保護ハウジング２０は第二部分４を貫通する透明領域２８を備えてよく、それにより視覚的インジケータ１４により生成された視覚的表示を刺激パッド１６の外側から見ることができる。第二保護ハウジング２０全体が透明材料で形成されることが好ましく、したがって、透明領域２８は第二保護ハウジング２０の表面上に形成された突起により画定される。
【００３７】
第一コネクタ２４、第二コネクタ２２、および視覚的インジケータ１４は、第一保護ハウジング１８と第二保護ハウジング２０との間に配設されることが好ましい。第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０は、コネクタ２２、２４および視覚的インジケータ１４を、後述の成形方法による第二部分４の形成時に受ける熱および圧力から保護する。さらに、第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０は、（以下に図２４の細部Ｂを参照して詳しく説明する）コネクタ２２、２４を、ケーブル１２を介して加えることのできる引張り力による損傷から保護する。第一保護ハウジング１８を第二保護ハウジング２０に固着するために１本または複数のねじ２６を設けてよい。
【００３８】
刺激パッド１は２つの導電部材６ａ、６ｂを備える。導電部材６ａ、６ｂは第二表面５上に設けられる。刺激パッド１の第一部分２は各導電部材６ａ、６ｂを囲む。第一部分２は後述の成形方法により導電部材に結合される。導電部材６ａ、６ｂの目的は、回路１６から導電部材６ａ、６ｂに接触するように配置された人間または動物の身体まで導通させることにより電気刺激を生じさせることである。刺激パッド１は、１つのみの導電部材を備えても、または２つよりも多くの導電部材を備えても、または電気刺激を生じさせない刺激パッドの場合には導電部材をまったく備えなくてもよい。各導電部材６ａ、６ｂは溝７を備える。各導電部材６ａ、６ｂは１本または複数のピン２７をさらに備えることが好ましい。
【００３９】
回路１６は、基板を貫通して延在する１つまたは複数の穴２９および／または１つまたは複数の長穴３０を備える基板上に形成される。穴２９は、刺激パッド１が組み立てられたときに導電部材６ａ、６ｂ上のピン２７と揃う。長穴３０は、刺激パッド１が組み立てられたときに導電部材６ａ、６ｂの溝７と揃う。好ましくは、長穴３０は図３に示すように基板の平面内で細長いが、代替として円形断面を有してもよい（すなわち、長穴３０は丸い穴であってもよい）。
【００４０】
刺激パッド１を製造する方法１００について図５〜図２１を参照して説明する。
【００４１】
方法１００はステップ１０２から始まり、コンポーネント６、１８が第一の型６１に挿入される。ステップ１０２は図６により示されている。第一の型６１は第一プレート６０と第二プレート６２とを備える。第一プレート６０および第二プレート６２の等角図がそれぞれ、図７および図８に示されている。第二プレート６２の表面は、第一の型６１に挿入される各コンポーネントの形状に対応する。したがって、導電部材６ａ、６ｂおよび第一保護ハウジング１８は、図６において矢印により示されているように第二プレート６２の表面上に配置されることにより第一の型６１に挿入される。ステップ１０２は任意であり、成形すべき物品がインサートを必要としない場合には実施されなくてよい。導電部材６ａ、６ｂおよび第一保護ハウジング１８はステップ１０２の前に、好ましくは成形プロセスにより形成される。
【００４２】
次いで、図９に示すように第一の型６１が閉じられる。第一の型６１が閉じら得ると、第一プレート６０、第二プレート６２、導電部材６ａ、６ｂ、および第一保護ハウジング１８によりキャビティ６６が画定される。第一プレート６０および第二プレート６２の当接面により分割線６８が画定される。第一の型６１は第一部分２上にフランジ８を画定するように形作られる。詳細には、第二プレート６２は、材料がキャビティ６６に射出されるときにフランジ８を画定するくぼみ６３を備える。
【００４３】
ステップ１０４において、第一材料５０を第一の型６１のキャビティ６６に射出し、それにより第一部分２を形成する。ステップ１０４は図１０〜図１２に示されている。図１０のハッチング領域は刺激パッド１の第一部分２を示す。図１０は、第一材料５０が第一の型６１のキャビティ６６に射出されるときにくぼみ６３の形状に対応する形状を有するフランジ８が形成されることを示す。
【００４４】
図１１は、ステップ１０４において第一材料５０がキャビティ６６に射出されるときに空気が第一の型６１からどのように出るかを示す図１０の拡大図である。第二プレート６２は１つまたは複数のインサート６４ａ、６４ｂを備える。各インサート６４と第二プレート６２の各周囲領域との間に隙間６５が存在する。空気は、第一材料５０がキャビティ６６に射出されるときに隙間６５を通してキャビティ６６から出ることができる。空気がキャビティ６６から逃げる状態が矢印７０により示されている。しかし、隙間６５は非常に狭く第一材料５０がキャビティ６６から出ることはできない。たとえば、隙間６５は厚さが０．００５ミリメートルであってよい。ただし、他の適切な厚さが可能である。このように空気を逃がすのを可能にすると、空気がキャビティ６６に閉じ込められるのが回避され、第一材料５０がキャビティ６６全体を充填することが可能になり、第一材料５０と導電部材６ａ、６ｂとの間の結合が改善される。空気を逃がすのを可能にすると、ディーゼル効果も回避され、それにより、キャビティ６６に閉じ込められた圧縮空気により第一材料５０を燃焼させてもよい。
【００４５】
各インサート６４ａ、６４ｂはリッジ７２を備える。各リッジ７２の形状はそれぞれの導電部材６ａ、６ｂの溝７の形状に対応し、したがって、各リッジ７２は、ステップ１０２において導電部材６ａ、６ｂが第一の型６１に挿入されるときにそれぞれの溝７に係合する。図８を見ると分かるように、各リッジ７２は楕円形を有し、それにより、同じく楕円形状を有する溝７の全体に係合することが可能になる。リッジ７２は導電部材６ａ、６ｂを補強し、それにより、ステップ１０４において第一材料５０がキャビティ６６に射出されるときに加わる力により導電部材６ａ、６ｂが変形するのを防止する。ステップ１０４中に第一材料により導電部材６ａ、６ｂに加えられる力の方向は図１１に矢印７１により示されている。その代わりにまたはそれに加えて、導電部材６ａ、６ｂを第一の型６１の第一プレート６０と第二プレート６２との間で圧縮して導電部材６ａ、６ｂの硬度を高め、それにより、ステップ１０４において第一材料５０がキャビティ６６に射出されるときに受ける力により導電部材６ａ、６ｂが変形するのを防止することができる。導電部材６ａ、６ｂの変形を防止するこれらの手段は、第一材料５０が射出されるときに導電部材６ａ、６ｂの周りにばり（すなわち、不要な余分な材料）が形成されるのを防止するのも助ける。
【００４６】
図１２はステップ１０４中の第一材料５０の流路８２を示す。第一材料５０は、第一の型６１に射出されるときに溶融状態になる。第一材料５０は射出点８０の所で第一の型６１に射出される。垂直射出機を使用して第一材料５０を射出することが好ましい。射出点８０は、第一材料５０が流れる必要がある距離を短くし、したがって、第一の型６１を完全に充填するのに必要な圧力を低下させるように、キャビティ６６の中心の近くに配置されることが好ましい。参照符号８４により示される領域の流路８２は、導電部材６ａ、６ｂの楕円形により第一材料５０の進入角が小さくなり、したがって、導電部材６ａ、６ｂの周囲に第一材料５０のより層状の流れが得られることを示す。このことは、第一材料５０が射出されるときに導電部材６ａ、６ｂの変形を最小限に抑えるのを助ける。
【００４７】
第一材料５０は、第一の型６１に射出されると、導電部材６ａ、６ｂおよび第一保護ハウジング１８に結合する。この結果、導電部材６ａ、６ｂと第一部分２の周囲領域との間に水密性のシールが得られる。これにより有利なことに、回路１６の誤動作を生じさせるおそれのある、使用時の汗および導電ゲルの刺激パッド１への進入が防止される。第一保護ハウジング１８の各側は、（図３に示す）複数の穴１９を備えることが好ましい。穴１９は第一保護ハウジング１８の第一材料５０への結合強度を高め、それにより第一保護ハウジング１８がステップ１１０中の第二材料の射出時に受ける力により変位するリスクを低減する。
【００４８】
ステップ１０４中に第一材料５０を射出する最適な圧力、流量、および温度は、第一材料５０の特性、キャビティ６６の形状、および空気のキャビティ６６から出る能力などの多数の因子により決まる。概して、圧力、流量、および温度が高くなるほど、第一材料５０と導電部材６ａ、６ｂとの間の結合が向上するが、導電部材６ａ、６ｂの周囲にばりが形成されるリスクが増大する。したがって、最適な圧力、流量、および温度は、ばりを生じさせないこれらのパラメータの最大値を求めるように試行錯誤により求められる。
【００４９】
第一材料５０が冷却したときに、第一部分２を第一の型６１から取出す。図１３はステップ１０４の直後の第一部分２を示す。第一材料５０を成形プロセスにより導電部材６ａ、６ｂおよび第一保護ハウジング１８に結合する。次に第一部分２上に回路アセンブリ（回路１６、第一コネクタ２４、第二コネクタ２２、およびケーブル１２を備える）を位置させる。次いで、第二保護ハウジング２４をねじ２６により第一保護ハウジング１８に固定し、それにより図１４に示すアセンブリが得られる。この方法は次いでステップ１０６に進む。
【００５０】
ステップ１０６において、第一部分２を第二の型９１内に配置する。ステップ１０６は図１５により示されている。第二の型９１は第一プレート９０と第二プレート９２とを備える。第一プレート９０および第二プレート９２の等角図がそれぞれ図１６および図１７に示されている。第一プレート９０の表面は刺激パッドの第二表面５の形状に対応する。したがって、第一部分２（第二表示５の大部分を構成する）を図１５において矢印により示されているように第一プレート９０の表面に位置させることにより第二の型９１内に配置する。
【００５１】
ステップ１０８において、フランジ８を第二の型９１の第一プレート９０と第二プレート９２との間で圧縮する。ステップ１０８は図１８および図１９により示されている。第二の型９１を閉じることによりフランジ８を圧縮する。第二の型９１が閉じられるときに第二プレート９２がフランジ８に当接する点９３の所で測定される第一プレート９０と第二プレート９２との間の距離は、フランジ８の所の第一部分２の厚さよりも短い。したがって、第二の型９１を閉じると、フランジが第一プレート９０と第二プレート９２との間で圧縮される。このことは、図１８の拡大図である図１９を見ると明確に理解される。点線９５は圧縮力がないときのフランジ８の形状を示す。第二の型９１が閉じられるときにフランジ８に加えられる圧縮力９７によりフランジ８が変形する。フランジ８を圧縮すると、第一部分２と第二プレート９２との間にシールが形成される。フランジ８が圧縮されると、以下により詳しく説明するように第一部分２の硬度も増大する。フランジ８の表面は、第二の型９１が閉じられるときに第二プレート９２がフランジ８に当接するすべての点９３において第二プレート９２の表面に実質的に平行である。圧縮力９７はフランジ８の表面に実質的に垂直である。
【００５２】
第二の型９１が閉じられるときに、第一プレート９０、第二プレート９２、および第一部分２によりキャビティ９６が画定される。第一プレート９０および第二プレート９２の当接面により分割線９８が画定される。
【００５３】
ステップ１１０において、第二材料５５を第二の型９１のキャビティ９６に射出し、一方、フランジ８を第一プレート９０と第二プレート９２との間で圧縮し、それにより第二部分４を形成する。ステップ１１０は図２０および図２１に示されている。図２０および図２１のハッチング領域は第二部分４を示す。図２１は図２０の拡大図であり、ステップ１１０において第二材料５５がキャビティ９６に射出されるときに空気がどのように第二の型９１から出るかを示す。前述のように、フランジ８を圧縮すると、第一部分２と第二プレート９２との間にシールが形成される。このシールは第二材料５５がキャビティ９６から出るのを防止し、それにより分割線９８上にばりが形成されるリスクを低減する。しかし、このシールは、空気が矢印９９により示すようにフランジ８と第二プレート９２との間を流れることによりキャビティ９６から出るのを可能にする。これにより、空気がキャビティ９６に閉じ込められ、第二材料５５がキャビティ９６の全体を充填することが可能になり、第一材料５０と第二材料５５との間の結合が向上する。空気を逃がすことにより、キャビティ９６に閉じ込められた圧縮空気により第二材料５５が燃焼することがあるディーゼル効果も回避される。
【００５４】
第二材料５５は射出点８６の所で第二の型９１に射出される。第二材料５５は、キャビティ９６に射出されるときに溶融状態になる。垂直射出機を使用して第二材料５５を射出することが好ましい。射出点８６は、回路１６の電気コンポーネントが、射出点の近くで最大になる第二材料５５の熱および圧力により損傷を受けるリスクを低減させるように回路１６からできるだけ遠くに配置される。したがって、射出点８６は第二保護ハウジング２０の上方に配置されることが好ましい。さらに、射出点８６は、第二材料５５が最初にキャビティ９６に進入するときに第二材料５５を第二保護ハウジング２０の方に向けるように配置されることが好ましい。第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０は、コネクタ２２、２４および視覚的インジケータ２４を第二材料５５が射出されるときに受ける熱および圧力による損傷から保護する。さらに、射出点８６を第二保護ハウジング２０の上方に配置することにより、進入する第二材料５５が回路１６に接触するときに第二材料５５が加える圧力により回路１６が第一部分２の方へ押される。これにより、回路１６が導電部材６ａ、６ｂと適切に電気的に接触するのを妨げる望ましくない効果を有する第二材料５５が回路１６の下方を流れることのリスクが低減する。射出点８６は、ケーブル１２を囲む第二保護ハウジング２０の領域の上方に配置されることが好ましい。ケーブル１２が存在すると、第二保護ハウジング２０のこの領域の剛性が高くなり、それにより、第二保護ハウジング２０の、進入する第二材料５５により加えられる圧力に耐える能力が向上する。さらに、射出点８６をケーブル１２のより近くに配置すると、流動距離が短くなり、したがって、第二材料５５がシースに接触するときに比較的高温になることにより、第二材料５５とケーブル１２のシースとの間の結合が向上する。
【００５５】
第二材料５５は、第二の型９１に射出されると第一材料５０に結合する。これにより第一部分２と第二部分４との間に水密性のシールが得られる。これにより有利なことに、回路１６の誤動作を生じさせることがある、使用時の汗および導電ゲルの刺激パッド１への進入が防止される。第二材料５５は第二保護ハウジング２０にも結合される。あるコンポーネント（すなわち、第二部分４）が別のコンポーネント（すなわち、第一部分２）上に成形されるので、ステップ１１０はオーバーモールドプロセスと呼ばれることもある。ステップ１０４と同様に、ステップ１１０中に第二材料５５を射出する最適な圧力、流量、および温度は、ばりを生じさせないこれらのパラメータの最大値を求めるように試行錯誤により求められる。
【００５６】
前述のように、導電部材６ａ、６ｂの溝７は回路１６の基板の長穴３０と揃う。第二材料５５は、ステップ１１０において射出されると、長穴３０を通過して溝７の内面に結合する。これにより、第二部分４が導電部材６ａ、６ｂに結合するのが可能になり、回路１６が所定の位置に保持されることにより刺激パッド１の耐久性が向上する。溝７は、第二材料５５を結合することのできる導電部材６ａ、６ｂの利用可能な表面積を増大させる。
【００５７】
張力緩和部材１０は、第二の型９１の形状により画定される。したがって、張力緩和部材１０はステップ１１０において第二材料５５を第二の型９１に射出することにより形成される。第二材料５５は、張力緩和部材１０の領域においてケーブル１２のシースに結合される。これによりケーブル１２と張力緩和部材１０との間に水密性のシールが形成される。
【００５８】
第二材料５５が冷却すると、刺激パッド１が第二の型９１から取出される。これにより図１〜図３に示す刺激パッド１が得られる。
【００５９】
図２４は、いずれかまたはすべてを実現することのできる、刺激パッド１の好ましい特徴を示す。細部Ｂに示すように、第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０の内面の各々はケーブル１２のシースに係合する１つまたは複数のリブ１２０を備える。リブ１２０はシースを把持しケーブル１２を所定の位置に保持する。したがって、ケーブル１２に加えられた引張り力はコネクタ２２、２４ではなくシースおよびリブ１２０により支持される。これによりコネクタ２２、２４はケーブル１２に加えられる引張り力による損傷から保護され、ケーブル１２が刺激パッド１から外れるリスクが低減する。リブ１２０は、ケーブル１２と一緒にシールも形成し、ステップ１１０中、第二材料５５が第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０に進入するのを防止し、それによりコネクタ２２、２４への損傷を防止する。第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０は第二材料５５に固着されるように形作られる。たとえば、細部Ｂに示すように、第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０はフック状部１２２を備えてよい。細部Ｃに示す別の例では、第一保護ハウジング１８の外面は第一材料５０および第二材料５５に係合できる１つまたは複数のリッジ１２４を備える。第二保護ハウジング２０上に同様のリッジを設けてよい。
【００６０】
図２４の細部Ｄに示すように、第二保護ハウジング２０は第二コネクタ２２に係合できるリップ１２６を備える。リップ１２６は、ケーブル１２に力が加えられたときに第二コネクタ２２が第一コネクタ２４から外れるのを防止する。
【００６１】
図２４の細部Ｅに示すように、第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０は細長い波形１３４を備える。波形１３４は回路１６の基板の各側にシールを形成し、ステップ１１０中、第二材料５５が第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０に進入するのを防止する。回路１６は、波形１３４により変形させられ、それによりシールの質を向上させる可撓性の基板を有することが好ましい。細部Ｅは、透明領域２８が第二保護ハウジング２０の表面上に形成された突起により画定されることも示す。この突起は、視覚的インジケータ１４が刺激パッド１の外部から見られるのを可能にするだけでなく、ステップ１１０で第二材料５５が第二の型９１に射出されるときに第二保護ハウジング２０を所定の位置に保持する追加の目的を有することが好ましい。この追加の目的を実現するために、突起は、第二の型９１が閉じられるときに第二プレート９２の内面に当接するように形作られる。
【００６２】
図２４の細部Ｆに示すように、刺激パッド１の第二表面５は、パッド１の可撓性を高め、それにより、パッドの、身体の輪郭に適合させる能力を向上させる１つまたは複数の溝１３６を備える。溝１３６は、電気刺激の効果を低減させる、汗および導電ゲルが導電部材６ａ、６ｂ同士の間に短絡を形成する傾向を弱める。
【００６３】
図２４の細部Ｇに示すように、第一部分２および導電部材６ａ、６ｂは１つまたは複数のピン２７を備える。ピン２７は回路１６の対応する穴２９（図３に示す）に係合する。ピン２７が穴２９に係合することは、第二材料５５が射出されるときに回路１６が大きい力を受けるステップ１１０中、回路１６を所定の位置に維持する助けになる。さらに、ピン２９は第二材料５５に結合する。回路１６（以下に図２６および図２７を参照して説明する）の基板は通常、第一材料５０と第二材料５５のいずれにも結合されない材料から形成されるので、ピン２９が第二材料５５に結合すると特に有利である。したがって、ピン２９は第二部分４と第一部分２との間または導電部材６ａ、６ｂ同士の間の追加的な結合点を構成し、それにより刺激パッド１の耐久性を向上させる。細部Ｇは導電部材６ｂの溝７も示す。
【００６４】
図２４の細部Ｈに示すように、第二部分４の表面はフランジ８との界面に隣接するくぼみ１４２を備える。くぼみ１４２は、ステップ１１０中に、ばりが形成されるリスクを低減させる。しかし、ステップ１１０中に、ばりが形成された場合、くぼみ１４２はそのばりを見えにくくする。第二の型９１は第二部分４の表面上にくぼみ１４２を画定するように形作られる。
【００６５】
第一材料５０と第二材料５５はどちらも絶縁材料である。このため、導電部材６ａ、６ｂは刺激パッド１の外面上の唯一の導通領域になる。第一材料５０は第二材料５５と同じであってよい。代替として、第一材料５０は第二材料５５と異なってよい。
【００６６】
第一材料５０および第二材料５５の各々は軟質ポリマーを備える。この文脈において、「軟質」という語は、ポリマーの硬度がショアＡデュロメータスケールで測定可能であることを意味すると理解されることが好ましい。「軟質」という語は、ポリマーの硬度が８５ショアＡよりも低いことを意味すると理解されることがより好ましい。第一材料５０は、軟質であるので、第二材料５５が射出されるときに受ける圧縮力により変形するおそれがある。第一材料５０が変形することは、成形方法により製造される物品の見た目および機能に悪影響を及ぼし、ステップ１００において第二材料５５が射出されるときにばりが形成されるリスクも増大させることがある。第一材料５０が変形するリスクはステップ１０８およびステップ１１０中、フランジ８を圧縮することにより軽減される。フランジ８を圧縮すると、第一部分２の硬度、特にフランジ８の近傍の第一部分２の硬度が可逆的に一時的に高くなる。第一部分２は、圧縮が解除されたときに元の硬度に戻る（すなわち、より柔軟になる）。このように硬度が高くなると、第一材料５０は第二材料５５が射出されるときに受ける圧縮力に耐えることができ、したがって、成形方法により高品質の物品が製造される。
【００６７】
ステップ１０８およびステップ１１０中、フランジ８を圧縮することは、第一材料５０が第二材料５５と異なるときに特に有利である。第一材料５０と第二材料５５は同じ軟質ポリマーを含んでよいが、各材料が異なる添加剤を含んでよい。たとえば、第一材料５０と第二材料５５は、第一部分２に第二部分４とは異なる特性を付与するようにそれぞれに異なる充填剤または可塑剤を含んでよい。別の例として、第一材料５０と第二材料５５は、第一部分２に第二部分４とは異なる色を付与するようにそれぞれに異なる着色剤を含んでよい。代替として、第一材料５０と第二材料５５はそれぞれに異なる軟質ポリマーを含んでよい。ステップ１０８およびステップ１１０中、フランジ８を圧縮すると、第二材料５５が第二の型９１に射出されるときに第二材料５５が第一材料５０を飛び越えるのが防止される。これにより、第一部分２および第二部分４はそれぞれに異なる構成材料５０、５５によるそれぞれに異なる特性を保持することができる。
【００６８】
第一材料５０および／または第二材料５５は熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）を含むことが好ましい。ＴＰＵは、油、脂肪、およびアルコールに対する良好な耐薬品性を有するので有利である。このことは、皮膚に接触するように配置されたときに脂肪および油にさらされ、使用後に消毒剤（通常イソプロパノール）により洗浄される刺激パッドには特に重要である。したがって、ＴＰＵを使用すると耐久性の高い刺激パッドが得られる。ＴＰＵのさらなる利点は、ＴＰＵが比較的柔らかく、それにより、刺激パッド１が使用時に身体の輪郭に適合するのに十分な可撓性を有することが可能になる。ＴＰＵは比較的弾性が高く、ステップ１０８およびステップ１１０中、圧縮されるときに第一部分２の硬度を高めるのを可能にし、かつ圧縮が解除されたときに第一部分２がその元の柔らかさに戻るのを可能にする。さらに、ＴＰＵは良好な電気絶縁体である。ＴＰＵの特定の組成は重大ではなく、本明細書に開示される教示は様々な市販のＴＰＵ組成に適用可能である。
【００６９】
代替として、第一材料５０および／または第二材料５５はスチレンエチレンブタジエンスチレン（ＳＥＢＳ）を含んでよい。ＳＥＢＳの利点は、柔らかい等級が利用可能であり（最低で１０ショアＡ）、かつ加工が容易であることである。しかし、ＳＥＢＳは油、脂肪、およびアルコールに対する耐薬品性が限られている。
【００７０】
ケーブル１２のシースは第二材料５５を含むことが好ましい。この場合、ケーブル１２のシースは、ステップ１１０において第二材料５５が射出されるときに第二材料５５と結合することができ、刺激パッド１の水密性が向上し、かつケーブル１２が刺激パッド１から外れるリスクも低減する。ケーブル１２のシースと第二材料５５はどちらもＴＰＵを含むことが好ましい。
【００７１】
次に、導電部材６ａ、６ｂについて図２２および図２３を参照して説明する。図２２は導電部材６の等角図であり、一方、図２３は導電部材の部分断面図である。
【００７２】
各導電部材６は楕円形を有する。楕円形の理由はステップ１０４中の導電部材６の歪みを軽減することである。すなわち、導電部材６の形状は、第一材料５０が第一の型６１に射出されるときに受ける圧縮力により歪む傾向がある。本発明者は、導電部材６が楕円形を有するときに歪む可能性が低くなることを発見した。さらに、楕円形は、上記に図１２の領域８４を参照して説明したように第一材料５０が射出されるときに層流を推進するのも助ける。これに対して、本発明者は、円形または方形の導電部材が著しく歪み、第一材料５０と確実に結合しないことを知った。したがって、導電部材６ａ、６ｂの最適な形状は楕円形である。
【００７３】
導電部材６ａ、６ｂは導電ポリマーを含む。好ましい例では、導電部材６はＴＰＵと導電添加剤とを含む。導電部材６をＴＰＵから形成することの利点は、第一材料５０もＴＰＵを含むときに、導電部材６と第一材料５０を適切に結合できることである。導電添加剤はカーボンブラックを含むことが好ましい。カーボンブラックの利点は、安価であり、ポリマーマトリックス中に分散させやすく、導電部材を人間または動物の身体上に配置して刺激を施したときに皮膚の炎症を生じさせないことである。ＴＰＵにカーボンブラックを添加することにより５Ωｍ未満の体積抵抗率を実現することが可能である。
【００７４】
次に好ましい代替実施形態として、導電添加剤はカーボンナノチューブまたはステンレススチール繊維を含んでよい。カーボンナノチューブはカーボンブラックよりも導電率が高く、したがって、カーボンブラックを使用する場合よりも少量のカーボンナノチューブを使用して特定の導電率を有する導電部材６を製造することができ、より柔らかい導電部材が得られる。しかし、ポリマー全体にわたってカーボンナノチューブを一様に分散させるのは困難である。ステンレススチール繊維はカーボンナノチューブよりも更に導電率が高く、それにより、比較的柔らかく導電率の高い導電部材を製造することが可能になる。しかし、スチール繊維は導電部材を形成するように射出成形されるときに破損する傾向を有し、かつポリマー全体にわたってスチール繊維を分散させるのは困難である。
【００７５】
導電添加剤が存在すると通常、ポリマーの硬度が高くなり、導電部材６ａ、６ｂは第一材料５０よりも硬くなる。たとえば、導電添加剤がカーボンブラックを含むとき、導電部材６ａ、６ｂの硬度が８５ショアＡであり、一方、第一材料５０の硬度は７０ショアＡまたはそれよりも更に低くなることがある。したがって、導電部材６ａ、６ｂは第一部分２よりも可撓性が低く、導電部材６ａ、６ｂが第一材料５０から外れるおそれがある。このリスクは導電部材６ａ、６ｂの溝７により軽減される。溝７は、溝７と第一材料５０との界面の近傍において導電部材６ａ、６ｂの可撓性を向上させる。これにより、刺激パッド１の耐久性が向上する。溝７は、図２３および図２４の細部Ｇに示すようにＵ字形断面を有することが好ましい。
【００７６】
導電部材６ａ、６ｂは、第一材料５０が結合される表面９を備える。溝７は表面９に隣接して形成される。溝７は表面９の実質的に全体にわたって表面９に実質的に平行であることが好ましい。これにより、導電部材６ａ、６ｂは、第一部材５０に結合されるあらゆる点でたわむことができる。溝７は導電部材６の内面上に形成される。言い換えれば、溝７は刺激パッド１の内側に面する導電部材６の側、すなわち、刺激パッド１の使用時に皮膚に接触する刺激パッド１の表面５と向かい合う側に形成される。このため、皮膚に接触する導電部材６ａ、６ｂの表面を平滑にすることができ、それにより、人間または動物の身体に導通するのに利用できる表面積が最大になり、かつ刺激パッド１の洗浄が容易になる。
【００７７】
第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０の各々は硬いポリマーを含む。たとえば、第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０は、ショアＤデュロメータスケールで測定可能な硬度を有するＴＰＵを含むことが好ましい。第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０は硬度が約７５ショアＤであるＴＰＵを含むことがより好ましい。有利なことに、第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０は、全体がＴＰＵから形成されたときに第一部分２および第二部分４に結合することができる。場合によっては、第一保護ハウジング１８および／または第二保護ハウジング２０を、回路アセンブリが刺激パッド１の第一部分２上に位置付けられる前に（たとえば、エポキシを充填することにより）ポッティングしてハウジング１８、２０の強度を高めてもよい。場合によっては、ステップ１１０における第二材料５５の射出時に受ける圧力に耐えるために追加的な機械的強度が必要である場合に第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０をガラス繊維で補強してよい。代替として、第一保護ハウジング１８および第二保護ハウジング２０は、さらなる機械的強度が必要である場合にポリカーボネートを含んでよい。
【００７８】
導電部材６ａ、６ｂの表面は、ステップ１０４におけるこれらの表面と第一材料５０との結合を向上させるようにステップ１０２の前に処理されてよい。同様に、第一部分２および／またはケーブル１２の表面は、ステップ１１０におけるこれらの表面と第二材料５５との結合を向上させるようにステップ１０６の前に処理されてよい。これらの表面を処理するのにプラズマ処理またはコロナ処理を使用してもよい。代替として、これらの表面をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）またはイソプロパノールにより洗浄してもよい。
【００７９】
第一の型６１および第二の型９１は粗な表面仕上げを有することが好ましい。これにより、射出時に第一部分２または第二部分４が型６１、９１に付着するリスクが低減する。結果として得られる第一表面３および第二表面５の粗なテクスチャは有利なことに、使用時に刺激パッド１が滑るのを防止するのも助ける。第一の型６１および第二の型９１の適切な表面仕上げはＶＤＩ−３３（MT-11530MoldTech/Standex）である。
【００８０】
図２５は刺激システム２００を示す。刺激システム２００はコンソール２１０と刺激パッド１とを備える。刺激パッド１はケーブル１２によりコンソール２１０に電気的に接続される（かつ脱着可能に接続されることが好ましい）。使用時には、刺激パッドは人間または動物の身体上に配置される。コンソール２１０は導電部材６ａ、６ｂを介して身体に電気刺激を加えるように動作可能である。刺激システム２００は、身体に電気刺激を加えるだけでなく、身体に熱を加えることが可能であってもよい。すなわち、刺激システム２００は熱刺激システムであってもよい。そのような熱刺激システムは、熱と電気刺激を同時にまたは互いに独立に身体に加えるように動作可能であることが好ましい。
【００８１】
次に、回路１６の例について図２６〜図２８を参照して説明する。図２６は図３に示す回路１６の上面図である。図２７は回路１６の底面図である。図２８は、図３に示す第一コネクタ２４の概略図である。回路１６は基板５００を備える。基板５００は第一表面５３（図２７に示す）と第二表面５２（図２６に示す）とを有し、第一表面５３は第二表面５２と逆向きである。回路１６は、発熱素子５０２と１つまたは複数の電極５１４とをさらに備えてよい。回路１６は、温度センサ５１０と、視覚的インジケータ１４と、第一コネクタ２４と、を含む電子コンポーネントをさらに備えてよい。
【００８２】
導体５１１、５１２は、回路１６のコンポーネント同士の間に電気的接続部を形成するように基板５００の各表面５２、５３上にパターン化される。「パターン化される」という語は、本明細書で使用されるときは、所定の形状を有する導電領域が基板５００の表面上に形成されるプロセスの結果を表すものと理解されることが好ましい。これらの導体は図２６および図２７のグレーの陰影領域により示されている。第一表面５３上の導体は図２７において参照符号５１１により示されているが、第二表面５２上の導体は図２６において参照符号５１２により示されている。基板５００の第一表面５３上には１つまたは複数の電極５１４もパターン化される。電極５１４は、導体５１１と同じ電導材料から形成されることが好ましいので、同じく図２７においてグレーの陰影領域により示されている。導体を備えていない絶縁領域が、参照符号５１３により示される陰影のない領域により図２６および図２７に示されている。
【００８３】
電子コンポーネント５０２、５０５、５０７、５１０、導体５１１、５１２、および電極５１４は基板５００の両面５２、５３に設けられる。電極５１４は第一表面５３上に形成され、一方、発熱素子５０２は第二表面５２上に形成される。使用時には、発熱素子５０２はユーザの皮膚から離れる方を向き、電極５１４は皮膚に向かう方を向く。温度センサ５１０、視覚的インジケータ５０５、および第一コネクタ２４は第二表面５２上に設けられることが好ましい。電子コンポーネント５０２、５０５、５０７、５１０、導体５１１、５１２、および電極５１４は基板５００の両面に設けられるので、基板５００は様々な表面上のコンポーネントと導体との間の不要な電気的導通を防止するための電気絶縁性を有するべきである。
【００８４】
回路１６は、回路１６がケーブル１２に電気的に接続され、それによりコンソール２１０（図２５に示す）に接続されるのを可能にする第一コネクタ２４を備える。第一コネクタ２４は第二表面５２上に設けられることが好ましい。第一コネクタ２４は表面実装コネクタであることが好ましい。第一コネクタ２４は、ケーブル１２上の対応するコネクタに接続することのできる接続ピンを備える。一例では、第一コネクタ２４は図２８に示すように６本の接続ピンを備える。「Ｈｅａｔ＋」および「Ｈｅａｔ−」と示されたピンは発熱素子５０２に接続される。「Ｔｅｍｐ＋」および「Ｔｅｍｐ−」と示されたピンは温度センサ５１０に接続される。「ＥＭ１」および「ＥＭ２」と示されたピンは電極５１４に接続される。
【００８５】
発熱素子５０２は複数の抵抗器５０３と１つまたは複数の導体５１２とを備えることが好ましい。抵抗器５０３は基板５００の第二表面５２全体にわたって分散される。図を明確にするために、図２６には３つの抵抗器５０３のみが示されているが、回路が、各々が図２６において小さい黒い矩形として示されているものよりも、さらに多くの抵抗器を備えることが理解されよう。抵抗器５０３は導体５１２により互いに電気的に接続される。図２６に示す例において、導体５１２ａは、第一コネクタ２４の「Ｈｅａｔ−」ピンに接続され、したがって、使用時には、負の電圧供給レールとして働く。同様に、導体５１２ｂは、第一コネクタ２４の「Ｈｅａｔ＋」ピンに接続され、したがって、使用時には、導体５１２ｂは正の電圧供給レールとして働く。
【００８６】
抵抗器５０３の両端間に電圧が加えられると、電力が熱として散逸される。正の供給電圧および負の供給電圧は、第一コネクタ２４におけるそれぞれ「Ｈｅａｔ＋」および「Ｈｅａｔ−」と示されたピンにより抵抗器５０３に供給される。抵抗器５０３は導体５１２にはんだ付けされ、それにより第一コネクタ２４に電気的に接続される。各抵抗器５０３により散逸される電力は次式のように定義される。
Ｐ＝Ｉ２Ｒ    （１）
上式において、Ｐは散逸される電力であり（ワット単位で測定される）、Ｉは抵抗器を流れる電流であり（アンペア単位で測定される）、Ｒは抵抗器の抵抗である（オーム単位で測定される）。
【００８７】
一例では、第二表面５２の面積全体にわたって３０個の抵抗器５０３が分散される。抵抗器５０３の抵抗値は、限局的な領域が周囲領域よりも多くの熱を発生するのを避けるために３．３キロオームから６．８キロオームの範囲であることが好ましい。抵抗器５０３は並列接続されることが好ましいが、直列接続されてもまたは直列接続と並列接続の組合せで接続されてもよい。一例では、２４Ｖの直流入力電圧が抵抗器５０３の両端間に印加される。本発明は任意の特定の入力電圧値または抵抗値に限定されない。
【００８８】
温度センサ５１０は表面実装技術を使用して基板５００の第二表面５２上に取り付けられる。温度センサ５１０は電極５１４ａ、５１４ｂ間の両電極から等距離の点に取り付けられる。これは、電気刺激が加えられる領域の近くの温度を示すためである。ただし、温度センサ５１０は第二表面５２上の任意の他の適切な点に配置されてよい。温度センサ５１０用の正の供給電圧および負の供給電圧は第一コネクタ２４におけるそれぞれ「Ｔｅｍｐ＋」および「Ｔｅｍｐ−」と示されたピンにより供給される。温度センサ５１０は基板５００の第一表面５３上にパターン化された導体５１１により第一コネクタ２４に結合される。基板５００におけるビアが、第一表面５３上の導体５１１を、第二表面５２上に取り付けられた温度センサ５１０および第一コネクタ２４に接続する。温度センサ５１０は、抵抗温度計または熱電対であってよい。温度センサは、白金抵抗温度計（ＰＲＴ）であり、より好ましくはＰｔ１０００素子である。Ｐｔ１０００素子は精度が高いので好ましい。
【００８９】
場合によっては、抵抗器５０３および温度センサ５１０は、回路アセンブリ（回路１６と第一コネクタ２４と第二コネクタ２２とケーブル１２とを備える）がステップ１０４の後で刺激パッドの第一部分２上に位置付けられる前にＴＰＵの薄い層で覆われてよい。ＴＰＵの薄い層は抵抗器５０３および５１０上に噴霧されてよい。これは、これらのコンポーネントを、ステップ１１０において第二材料５５が射出されるときに受ける熱および圧力により損傷を受けないように保護する簡単な方法である。
【００９０】
それぞれ「ＥＭ１」および「ＥＭ２」と示された第一コネクタ２４のピンによりコンソール２０から電極５１４ａ、５１４ｂに電気刺激電流が供給される。電極５１４は、第一基板５３上にパターン化された導体５１１により第一コネクタ２４に結合される。基板５００におけるビアが、第一表面５３上の導体５１１を、第二表面５２上に取り付けられた第一コネクタ２４に接続する。
【００９１】
他の電子コンポーネントが基板５００上に取り付けられ、好ましくは基板の第二表面５２上に取り付けられてよい。たとえば、プログラマブル論理デバイス、マイクロプロセッサ、またはマイクロコントローラなどの論理コンポーネントが基板５００上に取り付けられてよい。そのような論理コンポーネントを使用して、ユーザに加えられる熱および／または電気刺激を制御してよい。別の例として、温度センサ５１０に加えて１つまたは複数のセンサを基板５００上に取り付けてよい。基板５００の第二表面５２上に視覚的インジケータ１４を取り付けてよい。視覚的インジケータ１４は発光ダイオードであることが好ましい。
【００９２】
使用時には、発熱素子５０２はユーザの皮膚から離れる方を向き、電極５１４は皮膚に向かう方を向く。したがって、第二表面上の発熱素子５０２において発生した熱は基板５００を通して第一表面５３に導かれ、その後刺激パッド１のケーシング本体１００を通してユーザの身体に導かれる。
【００９３】
基板５００は可撓性を有し、したがって、刺激パッド１が身体上に配置されたときに身体の輪郭に適合することが好ましい。好ましくは、基板５００はプラスチック材料を含み、好ましくはプラスチック材料としては、基板５００に可撓性を付与する材料が選択される。適切な材料の例にはポリイミドおよびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が含まれる。当業者には、基板５００が任意の適切な材料を含んでよいことが諒解されよう。したがって、基板５００、電子コンポーネント５０２、５０５、５０７、５１０、導体５１１、５１２、および電極５１４は集合的にフレキシブル回路を形成する。フレキシブル回路技法はＩＰＣ標準ＩＰＣ−Ｔ−５０、ＩＰＣ−２２２３Ａ、およびＩＰＣ−４２０２などの業界標準により定義される。基板５００は、その可撓性にもかかわらず、加えられる力がないときには実質的に平面状であることが好ましい。
【００９４】
上述のように、本明細書で説明する成形方法を使用して他の種類の物品を成形してよく、したがって、本発明は刺激パッドの製造のみに限定されない。本明細書で説明する成形方法は、この方法により得られる物品の歪みを低減させ、ばりを軽減し、材料同士を適切に結合することができるので、ある軟質材料を別の軟質材料に対して成形することが望ましい他の状況で特に有用であると考えられる。ある軟質材料を別の軟質材料に対して成形するのを可能にすることにより、有利なことに最終製品は軟質で可撓性を有する。この成形方法が、電子回路を耐水カバー内に封止する必要がある他の状況でも有用であると考えられる。たとえば、この成形方法は、センサ、ヘッドセットなどの軟質かつ／または可撓性の消費者製品、カメラ、時計、および電話などの耐衝撃性消費者製品および／または耐水消費者製品、ならびに補聴器、除細動器、心拍モニタ、超音波デバイス、および脳波（ＥＥＧ）センサなどの医療デバイスを製造するのに有用であることがある。
【００９５】
本発明について上記に純粋に一例として説明したが、本発明の範囲内で細部を修正できることが理解されよう。
【符号の説明】
【００９６】
１  刺激パッド
２  第一部分
３  第一表面
４  第二部分
５  第二表面
６ａ  導電部材
６ｂ  導電部材
７  溝
８  フランジ
９  表面
１０  張力緩和部材
１２  ケーブル
１４  視覚的インジケータ
１６  回路
１８  第一保護ハウジング
２０  第二保護ハウジング
２２  第二コネクタ
２４  第一コネクタ
２６  ねじ
２７  ピン
２８  透明領域
２９  穴
３０  長穴
５０  第一材料
５３  第一表面
５５  第二材料
６０  第一プレート
６１  第一の型
６２  第二プレート
６３  くぼみ
６４ａ  インサート
６４ｂ  インサート
６５  隙間
６６  キャビティ
７２  リッジ
８０  射出点
８２  流路
８６  射出点
９０  第一プレート
９１  第二の型
９２  第二プレート
９６  キャビティ
１２０  リブ
１２２  フック状部
１２４  リッジ
１２６  リップ
１３４  波形
１３６  溝
１４２  くぼみ
２００  刺激システム
２１０  コンソール
５００  基板
５０２  発熱素子
５０３  抵抗器
５０５  視覚的インジケータ
５１０  温度センサ
５１１  導体
５１２  導体
５１４ａ  電極
５１４ｂ  電極
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月16日(2014.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間または動物の体に刺激を加えるパッドを成形する方法であって、
第一材料を第一の型に射出することによって前記パッドの第一部分を形成するステップであって、前記第一の型が前記パッドの第一部分にフランジを画定するように形作られる、ステップと、
前記パッドの第一部分を第二の型内に配置するステップであって、前記第二の型が第一プレートおよび第二プレートを有する、ステップと、
前記第二の型の前記第一プレートと前記第二プレートとの間で前記フランジを圧縮するステップと、
前記第二の型の前記第一プレートと前記第二プレートとの間で前記フランジを圧縮しつつ第二材料を前記第二の型に射出することによって前記パッドの第二部分を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記フランジを圧縮すると前記フランジが変形し、これにより前記フランジと前記第二の型との間にシールが形成される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一材料の硬度および前記第二材料の硬度の各々が、ショアＡデュロメータスケールで測定可能である請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一材料および前記第二材料はどちらも、ショアＡ硬度が８５以下である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第一材料および前記第二材料の少なくとも一方は、ショアＡ硬度が４５〜７０である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第一材料および前記第二材料の各々は熱可塑性ポリウレタンを含む請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記パッドの第二部分を形成するステップの前に、前記パッドの第一部分上に電気回路を配置するステップをさらに含む請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記パッドの第二部分を形成するステップの前に、前記電気回路の少なくとも一部を保護ハウジングで覆うステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第二材料は、前記第二材料を前記保護ハウジングの方へ向けるように配置された射出点から前記第二の型に射出される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記電気回路はケーブルに接続され、前記ケーブルの一端部は前記保護ハウジングにより覆われ、前記ケーブルの他端部は前記保護ハウジングの外側を延在する請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ケーブルはシースを備え、前記保護ハウジングは前記シースを把持するように構成される請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記保護ハウジングはシースとのシールを形成するように構成される請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電気回路は基板を備え、前記保護ハウジングは前記基板とのシールを形成するように構成される請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記電気回路は、ケーブルに接続され、前記ケーブルはシースを備え、前記パッドの第二部分は前記シースに結合される請求項７から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記パッドの第一部分を形成するステップは、
前記第一の型内に導電部材を配置するステップと、
前記第一材料を前記第一の型に射出し、それによって前記第一材料が前記導電部材に電気的に結合するステップと、
を備える請求項１から１４のいずれか一項に記載のパッドを成形する方法。
【請求項１６】
前記導電部材は、楕円形を有する請求項１５に記載のパッドを成形する方法。
【請求項１７】
前記導電部材は、前記第一材料が結合される表面と、前記表面に実質的に平行に配設された溝と、を備える請求項１５または１６に記載のパッドを成形する方法。
【請求項１８】
前記第一の型はリッジを備え、前記溝は前記リッジに係合するように構成される請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
電気回路は、前記電気回路を貫通して延在する長穴を有する基板を備え、溝は前記電気回路が前記パッドの第一部分上に配置されたときに前記長穴に揃う請求項７から１４のいずれか一項に従属する請求項１７または１８に記載のパッドを成形する方法。
【請求項２０】
前記第一の型はインサートを備え、前記インサートは前記第一の型から隙間によって分離され、前記隙間は前記第一材料が前記第一の型に射出されるときに空気が前記第一の型から出るのを可能にする請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法により製造された刺激パッド。
【国際調査報告】
2015517931.tif 000031
2015517931.tif 000032
2015517931.tif 000033
2015517931.tif 000034