JP2018166063A - 接続端子および電子機器およびウエアラブル機器 - Google Patents

Abstract

【課題】物理的に身体へ与える圧迫感や痛みなどの負担を軽減しつつ、接続部の脱離や、部材の破損が発生しにくい接続端子を提供する。【解決手段】接続端子は、柔軟性筐体に貼付された可撓性と靱性とを有する可撓シートと、可撓シートの柔軟性筐体と反対の面に貼付された端子部材とを有する。柔軟性筐体と可撓シートとは、弾性接着剤によって接着されている。同様に、可撓シートと端子部材とは、弾性接着剤によって接着されている。以上の構成とすることにより、物理的に身体へ与える圧迫感や痛みなどの負担を軽減しつつ、接続部の脱離や、部材の破損が発生しにくい接続端子を提供することができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、接続端子および電子機器およびウエアラブル機器に関する。

人体が身に着けたウエアラブルセンサによって生体情報を計測する装置が開発されている。例えば、着ることで心拍や心電を計測することができるウエアがある。これらのセンサや配線は布と相性の良い、しなやかさを付与しているものの、通信用デバイスなどの外部機器は硬質であり、装着時の違和感は否めない。そこで、身体への違和感や負担を軽減する方法が検討されている。

１つの方向性として、体に装着される器具や部材を柔軟なものにすることが考えられる。例えば、特許文献１には、身体に装着する導電性部材と外部機器との接続を、可撓性を有するリード帯で行う技術が開示されている。この技術では、導電性部材とリード帯それぞれに、剛性材料からなる接続部を固定し、２つの接続部を用いてリード帯の脱着ができるようにしている。特許文献１には、リード帯に対する接続部の固定方法として、導電性の糸を用いて接続部をリード帯に縫い付ける方法や、接続部と一体化された爪をリード帯に貫通させた後に折り曲げる方法が開示されている。このようにして、外れにくい状態で電気的な接続を確保しつつ、身体への違和感や負担を軽減している。

特開２０１５-１８４６９号公報

特許文献１の技術では、可撓性を有する材料（リード帯）に剛性材料からなる接続部を堅固に固定している。このように、堅固な固定を行うと、接続部の脱着等で可撓性材料が変形した場合に、接続部の固定部と非固定部との境目に応力が集中し、接続部材が外れたり、可撓性材料が破損したりする恐れがあった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、物理的に身体へ与える圧迫感や痛みなどの負担を軽減しつつ、接続部の脱離や、部材の破損が発生しにくい接続端子を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、接続端子は、柔軟性筐体に貼付された可撓性と靱性とを有する可撓シートと、可撓シートの柔軟性筐体と反対の面に貼付された端子部材とを有する。柔軟性筐体と可撓シートとは、弾性接着剤によって接着されている。同様に、可撓シートと端子部材とは、弾性接着剤によって接着されている。以上の構成とすることにより、物理的に身体へ与える圧迫感や痛みなどの負担を軽減しつつ、接続部の脱離や、部材の破損が発生しにくい接続端子を提供することができる。

本発明の効果は、物理的に身体へ与える圧迫感や痛みなどの負担を軽減しつつ、接続部の脱離や、部材の破損が発生しにくい接続端子を提供できることである。

第１の実施形態の接続端子を示す断面図である。 第２の実施形態の接続端子を示す平面図である。 第２の実施形態の接続端子を示す断面図である。 第２の実施形態の接続端子の第1の変形例を示す断面図である。 第２の実施形態の接続端子の第２の変形例を示す断面図である。 第２の実施形態の接続端子の第３の変形例を示す断面図である。 第２の実施形態の接続端子の効果を説明する断面図である。 第３の実施形態の接続端子を示す平面図である。 第３の実施形態の接続端子を示す断面図である。 第３の実施形態の接続端子の効果を説明する断面図である。 第４の実施形態の接続端子を示す断面図である。 第５の実施形態の接続端子を示す断面図である。 第５の実施形態の接続端子の第1の変形例を示す断面図である。 第５の実施形態の接続端子の効果を説明する断面図である。 第６の実施形態の接続端子を示す断面図である。 第６の実施形態の接続端子の効果を説明する断面図である。 第７の実施形態のウエアラブル機器を示す模式図である。 第７の実施形態の電子機器を示す平面模式図である。 第７の実施形態の接続構造を示す断面模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

（第1の実施形態）
図１は、第１の実施形態の接続端子を示す断面図である。接続端子は、柔軟性筐体１に貼付された可撓性と靱性とを有する可撓シート２と、可撓シート２の柔軟性筐体１と反対の面に貼付された端子部材３とを有する。柔軟性筐体１と可撓シート２とは、弾性接着剤４によって接着されている。同様に、可撓シート２と端子部材３とは、弾性接着剤４によって接着されている。

以上の構成とすることにより、物理的に身体へ与える圧迫感や痛みなどの負担を軽減しつつ、接続部の脱離や、部材の破損が発生しにくい接続端子を提供することができる。

（第２の実施形態）
図２は第２の実施形態の接続端子の一具体例を示す平面図である。柔軟性筐体１の上に、略円形の可撓シート２が貼付され、その上に、上から見た外径が略円形の端子部材３１が貼付されている。端子部材３１は、接続相手の端子に嵌合する凸３１ａと、可撓シート２に接着する幅広のベース部３１ｂとを有している。図３は、図２のＡ−Ａ´における断面図である。柔軟性筐体１には、柔軟性筐体１から見た順に、弾性接着剤４、可撓シート２、弾性接着剤４、端子部材３１が積層されている。

柔軟性筐体１は柔軟な材料からなる筐体で、例えば電子回路等を内包し、これらを支持および保護する。

端子部材の形状は、接続相手の端子形状や、柔軟性筐体１に保持される電子機器との接続に合わせて、様々な形状を取ることができる。図４に断面図を示す接続端子の端子部材３２は、接続相手の凸部に嵌合するように凹部３２ａを有している。

図５に示す接続端子の端子部材３３は、接続相手に嵌合する凸部３３ａと可撓シート２に接着するベース部３３ｂと、柔軟性筐体１に設けられた開口部１ａを挿通する内側凸部３３ｃとを有している。内側凸部３３ｃが開口部１ａを挿通することで、柔軟性筐体１に保持された電子機器との接続が容易になる。また内側凸部３３ｃが、柔軟性筐体１に対するアンカーとなり、位置ずれを起こしにくいという利点がある。

図６に示す接続端子では、凸部３４ａを持つ端子部材３４を用い、柔軟性筐体１の内側から凸部を開口部１ａに挿通している。そして、ベース部３４ｂの凸部３４ａ側に可撓シート２を配置し、可撓シート２と弾性接着剤４を介して、ベース部３４ｂを柔軟性筐体１に対して接着している。この構成の接続端子を用いて、本実施形態の効果について説明する。図７は、外力が加わって、接続端子近傍の柔軟性筐体１が変形した例を示す断面図である。ベース部３４ｂが可撓シート２を介して接着されることで、柔軟性筐体１の伸びを拘束している。これにより、開口部１ａの広がりによる接続端子の脱落を防ぐことができる。また、接続端子の周縁部に発生する応力集中を緩和することで、柔軟性筐体１の破れを防止することができる。

（第３の実施の形態）
図８は第３の実施の形態を示す平面図である。また図９は、図８のＢ−Ｂ´における断面図である。両図に示すように、弾性接着剤４は、外周部に中央周辺より厚みの厚い厚肉部４ａを有している。なお、この例では、図６に例示したものと同じ端子部材３４を用いている。

このような厚肉部４ａは、例えば、予め周縁部が浮くように成形した可撓シート２を用いて形成することができる。この場合、例えば、ベース部３４ｂを接着する際に、ベース部３４ｂを柔軟性筐体１の方向に押圧し、弾性接着剤４が適当量はみ出すように塗布、積層することで形成することができる。

図１０は、外力が加わって、図８の接続端子近傍の柔軟性筐体１が変形した例を示す断面図である。第２の実施形態と同様な理由により、開口部１ａの広がりによる接続端子の脱落を防ぎ、接続端子の周縁部のする応力集中を緩和し、柔軟性筐体１の破れを防止できる。そして、本実施形態の接続端子では、弾性接着剤４の厚肉部４ａが変形するので応力をさらに緩和することができる。その結果、より効果的に接続端子の脱落や、柔軟性筐体１の破断を防止することができる。

（第４の実施形態）
図１１は、第４の実施形態の接続端子を示す断面図である。本実施形態の接続端子は、金属など導電材から成る二部品で構成され、いわゆるフランジ形状を有する。そしてインナー３０１の第１のベース部３０１ｂと、アウター３０２の第２のベース部３０２ｂとが、可撓シート２を介して柔軟性筐体１を挟み込む構成となっている。

インナー３０１は、柔軟性筐体１の開口部１ａを挿通する第１の凸部３０１ａと、開口部１ａより幅の広い第１のベース部３０１ｂとを有する。

アウター３０２は、柔軟性筐体１の第１のベース部３０１ｂと反対の側から第１の凸部３０１ａに嵌合する第２の凸部３０２ａと、開口部１ａより幅の広い第２のベース部３０２ｂとを有する。第２の凸部３０２ａの内部は第１の凸部３０１ａが嵌合するように空洞となっている。

第１のベース部３０１ｂと柔軟性筐体１との間には、可撓性を有し、靱性に富む第１の可撓シート２１を配置する。同様に、第２のベース部３０２ｂと柔軟性筐体１との間には、可撓性を有し、靱性に富む第２の可撓シート２２が配置される。なお、第１の可撓シート２１および第２の可撓シート２２は、どちらか一方を設ける構成としてもよい。

上記の構成とした上で、第１の凸部３０１ａの一部に突出部３０１ｃを設け、第２の凸部３０２ａ内側の凹部３０２ｃに嵌合するようにすれば、インナー３０１とアウター３０２とを柔軟性筐体１に対して固定することができる。上記の突出部３０１ｃと凹部３０２ｃは、例えば第１の凸部３０１ａを第２の凸部３０２ａに嵌合させた後に、第２の凸部３０２ａの先端をカシメることで形成することができる。カシメによって、インナー３０１とアウター３０２の嵌合面の一部に凹凸が形成され、この凹凸が嵌合部となり、両者の位置関係が固定される。

以上の構成とすると、柔軟性筐体１が変形した場合に、第１の可撓シート２１と第２の可撓シート２２によって、柔軟性筐体１に発生する応力が緩和される。このようにして、物理的に身体へ与える圧迫感や痛みなどの負担を軽減しつつ、接続部の脱離や、部材の破損が発生しにくい接続端子を構成することができる。

（第５の実施形態）
図１２は、第２の実施形態の接続端子を示す断面図である。多くの構成は、第１の実施形態と同様であるが、本実施形態の接続端子では、応力の緩和に寄与する弾性接着剤を有している。図１２の例では、第１の可撓シート２１と柔軟性筐体１の間、および、第１の可撓シート２１と第１のベース部３０１ｂとの間に第１の弾性接着剤４１が介在している。

第１の可撓シート２１と第２の可撓シート２２は、それぞれ、可撓性を有し、靱性に富んだ、引張強度の高い材料によって形成されている。

第１の弾性接着剤４１は、自身の両側の部材を接着するとともに、外力が加わった時に自身が変形することで、応力が局所に集中することを防止する。また、第２の可撓シート２２と柔軟性筐体１の間、および、第２の可撓シート２２と第２のベース部３０２ｂとの間に第２の弾性接着剤４２が介在している。第１の弾性接着剤４１と同様に、第２の弾性接着剤４２は、部材の接着と応力の緩和に寄与する。第１および第２の弾性接着剤としては、例えば、シリコーン系、変性シリコーン系に代表される硬化後にも弾性を有するものを用いることができる。

なお、上記の説明および第４の実施形態では、接続端子が凸で接続先が凹となる組み合わせを用いて説明したが、接続端子が凹、接続先が凸となる組み合わせであっても良い。図１３は、このような場合の構成例を示す接続端子の断面図である。インナー３０１の内部を空洞型のソケット部３０１ｄとしている。接続先の凸部が、ソケット部３０１ｄに嵌合することによって接続を行うことができる。以降説明する実施形態においても、接続端子側が凹となる構成が可能であるが、説明の重複を避けるため、接続端子が凸となる例のみを用いて説明する。

図１４は外力が加わって、接続端子近傍の柔軟性筐体１が変形した例を示す断面模式図である。第１のベース部３０１ｂおよび第２のベース部３０２ｂは、それぞれが第１の可撓シート２１、第２の可撓シート２２を介して接着されることで、柔軟性筐体１の伸びを拘束している。これにより、開口部１ａの広がりによる接続端子の脱落を防ぐことができる。また、接続端子の周縁部に発生する応力集中を緩和することで、柔軟性筐体１の破れを防止することができる。

（第６の実施形態）
図１５は、第３の実施形態を示す断面模式図である。本実施形態の接続端子は、多くの構成が、第２の実施形態と同様であるが、弾性接着剤が外周部に厚肉部を有している点が異なる。図１５に示すように、第１の弾性接着剤４１は、外周部に中央周辺より厚みの厚い厚肉部４１ａを有している。同様に第２の弾性接着剤４２も外周部に厚肉部４２ａを有している。このような厚肉部は、例えば、予め周縁部が浮くように成形した可撓シート２を用いて形成することができる。この場合、例えば、第２の凸部３０２ａをカシメる際に、介在させる第１の弾性接着剤４１、第２の弾性接着剤４２を適当量はみ出すように塗布、積層することで形成することができる。

図１６は、外力が加わって、接続端子近傍の柔軟性筐体１が変形した例を示す断面模式図である。第２の実施形態と同様な理由により、開口部１ａの広がりによる接続端子の脱落を防ぎ、接続端子の周縁部に発生する応力集中を緩和することで、柔軟性筐体１の破れを防止することができる。そして、本実施形態の接続端子では、第１の弾性接着剤４１、第２の弾性接着剤４２の厚肉部４１ａ、４２ａが変形するので、応力をさらに緩和することができる。その結果、より効果的に接続端子の脱落や、柔軟性筐体１の破断を防止することができる。

（第７の実施形態）
図１７は、第１から第３いずれかの実施形態の接続端子を利用した電子機器１００を用いたウエアラブル機器の構成の一例を示す模式図である。

ウエア２００は、上半身に着用できるように、身体を収納し、頭を通す開口を有する胴部と、上肢を通す袖部と、を有する。ウエア２００には、生体情報を得るための複数のセンサ配線２１０が接着や縫合によって配設されている。センサ配線２１０は、例えば、自身の伸縮や、温度変化による電気抵抗の変化によって、身体の動きや体温の変化を取得するものである。また、所望の箇所に設置した電極と接続する配線とすれば、身体に流れる微量の電流を検知し、心拍などを取得することができる。上記のように、ここでは、生体計測センサとしての機能を含む配線をセンサ配線２１０と称している。

図１８は、電子機器１００の一例を示す平面図である。また図１９は、図１８のＢ−Ｂ´における切断面の断面図である。

図１８に示すように、電子機器１００の柔軟性筐体１１０がウエア２００上に配置されている。そして、電子機器１００は、接続端子１２０を介して、センサ配線２１０に接続することで、計測対象の生体に装着される。

図１９（ａ）に示すように、電子機器１００に備えられた接続端子１２０は概凸形状、ウエア２００に備えられた端子受け２２０は概凹形状をしている。これらが、図１９（ｂ）のように嵌合することで、ウエア２００と電子機器１００は電気的、物理的に接続、固定される。また、センサ配線２１０は、端子受け２２０を介して電子機器１００に接続される。そしてセンサ配線２１０により検知された電気抵抗や電流などの信号は、電子機器１００が内蔵するマイコン１３０で処理される。この処理で、例えば、姿勢や体温、心電や筋電などの生体情報を取得することができる。取得された情報は電子機器内で演算処理され、内蔵メモリに蓄積したり、無線回路でサーバやスマートフォンなどに送ったりすることができる。なお、ウエア２００は、下半身を収納する、または全身を収納する形態であってもよい。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

１、１１０ 柔軟性筐体
２ 可撓シート
３ 端子部材
４ 弾性接着剤
４ａ 厚肉部
３０１ インナー
３０２ アウター
１００ 電子機器
１２０ 接続端子
２００ ウエア
２１０ センサ配線
２２０ 端子受け

Claims (10)

1. 柔軟性筐体に貼付された可撓性と靱性とを有する可撓シートと、
   前記可撓シートの前記柔軟性筐体と反対の面に貼付された端子部材と、
   を有することを特徴とする接続端子。
2. 前記端子部材が、
   前記柔軟性筐体の外部に存在する外部端子に嵌合する凸部または凹部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の接続端子。
3. 前記柔軟性筐体が開口部を有し、
   前記端子部材が前記開口部を挿通する凸部と、前記開口部より幅が広いベース部を有し、
   前記ベース部が前記可撓シートに貼付されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の接続端子。
4. 前記柔軟性筐体と前記可撓シートとの接着および前記可撓シートと前記端子部材との接着を行う弾性接着剤を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の接続端子。
5. 前記弾性接着剤が、
   外周部に、中央部より厚みの大きい厚肉部を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の接続端子。
6. 柔軟な素材からなる柔軟性筐体の開口部を挿通する第１の凸部と前記開口部より幅の広い第１のベース部とを有するインナーと、
   前記柔軟性筐体の前記第１のベース部と反対の側から前記第１の凸部に嵌合する第２の凸部と前記開口部より幅の広い第２のベース部とを有するアウターと、
   可撓性と靱性とを有し、前記第１のベース部と前記柔軟性筐体との間、および、前記第２のベース部と前記柔軟性筐体との間の少なくとも一方に介在する可撓性と靱性とを有する可撓シートと
   を有することを特徴とする接続端子。
7. 前記可撓シートの少なくとも一方の面に弾性接着剤を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の接続端子。
8. 前記弾性接着剤が、外周部に、中央部より厚みの大きい厚肉部を有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の接続端子。
9. 請求項１乃至請求項７いずれか一項に記載の前記接続端子と、
   前記柔軟性筐体と、
   前記柔軟性筐体に内包され前記接続端子と電気的に接続された電子回路と
   を有することを特徴とする電子機器。
10. 請求項９に記載の電子機器と、
    生体に装着され生体情報を計測する生体計測センサと、
    前記生体計測センサと電気的に接続されたセンサ側接続端子と
    を有し、
    前記接続端子と前記センサ側接続端子とが接続されている
    ことを特徴とするウエアラブル機器。

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