JP2019026979A - ウエアラブル筐体及びウエアラブル筐体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】編み地に設置される電線の折れやゆがみを抑制しつつ、編み地に対する電線の設置の自由度を高めることを目的とする。【解決手段】ウエアラブル筐体は、編み地の一部に設けられ、電子機器本体が設置される繊維硬化部と、前記編み地を形成する複数のループに支持された被覆管内に設けられ、前記電子機器本体と接続される電線を有する電気配線部と、を、備える。ウエアラブル筐体は、熱硬化可能な編み糸で編み地を形成する工程と、前記編み地を形成する複数のループに複数の単管を支持させると共に、前記単管を接続して被覆管を形成する工程と、前記被覆管内に前記電子機器本体と接続される電線を設置して電気配線部を形成する工程と、前記編み地の一部に熱を加え、前記電子機器本体が設置される繊維硬化部を形成する工程と、を経て製造される。【選択図】図1
Description
本発明は、ウエアラブル筐体及びウエアラブル筐体の製造方法に関する。
従来、織物載置部にチューブやスパイラルチューブといった中空部を有する機能糸を固定し、この機能糸に光ファイバー又は電線等を挿通させる提案が知られている(特許文献1参照)。
ところで、昨今、衣類やサポータ等の編物に電子機器本体を設置したウエアラブル電子機器が知られている。ウエアラブル電子機器では、織物よりも伸縮性を得やすい編物を好適に採用することができる。しかしながら、このようなウエアラブル電子機器において、編物の編み地に直接電線を縫い込むと電線が折れたり、歪みが生じたりする可能性がある。電線の折れや歪みは、電子機器の機能に影響するため、極力排除したい。また、例えば、電線によってアンテナ回路を形成する場合など、その機能を確保したり、向上させたりするために、電線を渦巻き状に設置することが望ましい場合がある。電線を渦巻き状に設置するためには、電線を編み地内で屈曲させ、電線が延在する方向を転換させる必要がある。
特許文献1は、繊維経糸と繊維緯糸を備えた織物であり、ウエアラブル電子機器のこのような要請に対応することができるものとはなっていない。
1つの側面では、本発明は、編み地に設置される電線の折れやゆがみを抑制しつつ、編み地に対する電線の設置の自由度を高めることを目的とする。
1つの態様では、ウエアラブル筐体は、編み地の一部に設けられ、電子機器本体が設置される繊維硬化部と、前記編み地を形成する複数のループに支持された被覆管内に設けられ、前記電子機器本体と接続される電線を有する電気配線部と、を備える。
また、別の態様では、ウエアラブル筐体の製造方法は、熱硬化可能な編み糸で編み地を形成する工程と、前記編み地を形成する複数のループに複数の単管を支持させると共に、前記単管を接続して被覆管を形成する工程と、前記被覆管内に電子機器本体と接続される電線を設置して電気配線部を形成する工程と、前記編み地の一部に熱を加え、前記電子機器本体が設置される繊維硬化部を形成する工程と、を備える。
編み地に設置される電線の折れやゆがみを抑制しつつ、編み地に対する電線の設置の自由度を高めることができる。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。
(第1実施形態)
まず、図1乃至図4を参照して、第1実施形態のウエアラブル筐体1及びこれを用いたウエアラブル電子機器10の概略構成について説明する。図1は第1実施形態のウエアラブル電子機器を示す説明図である。図2(A)及び図2(B)は第1実施形態のウエアラブル筐体の概略構成を示す説明図である。図3は電気配線部を示す説明図である。図4(A)は第1実施形態のウエアラブル筐体における電気配線部及び接続配線を示す説明図であり、図4(B)は実施形態のウエアラブル筐体における接続配線を示す説明図である。
まず、図1乃至図4を参照して、第1実施形態のウエアラブル筐体1及びこれを用いたウエアラブル電子機器10の概略構成について説明する。図1は第1実施形態のウエアラブル電子機器を示す説明図である。図2(A)及び図2(B)は第1実施形態のウエアラブル筐体の概略構成を示す説明図である。図3は電気配線部を示す説明図である。図4(A)は第1実施形態のウエアラブル筐体における電気配線部及び接続配線を示す説明図であり、図4(B)は実施形態のウエアラブル筐体における接続配線を示す説明図である。
図1を参照すると、実施形態のウエアラブル電子機器10は、手袋型の機器である。ウエアラブル電子機器10は、手袋型のウエアラブル筐体1に設置された電子機器本体7を備えている。ウエアラブル筐体1は、CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics)材である。図2(A)及び図2(B)を参照すると、ウエアラブル筐体1は、手袋の形に編み上げられた編み地2に電気配線部3と、それぞれ繊維硬化部の一例である甲側硬化部4及び指先硬化部5を備えている。
本実施形態における電気配線部3は、渦巻き状のアンテナ回路を形成している。指先硬化部5からは、接続配線6が延びている。甲側硬化部4には、電子機器本体7が設置されている。電子機器本体7は、ネジ止めによって甲側硬化部4に固定されている。指先硬化部5は、各指先に設けられており、それぞれ圧力センサ8が設置されている。圧力センサ8は、ネジ止めによって各指先硬化部5に固定されており、各指に作用する圧力の値を取得する。電気配線部3は、電子機器本体7に電気的に接続されている。また、電子機器本体7には、接続配線6の他端が電気的に接続されている。このようなウエアラブル電子機器10は、例えば、ゴルフの練習用の手袋として、各指先に加わる圧力を検出し、ゴルフスイングの分析やチェックに役立てることができる。すなわち、各圧力センサ8で計測された圧力値を一旦電子機器本体7へ収集し、電気配線部3を介して、外部の他の機器に送信される。なお、圧力センサ8に代えて、温度センサ等、他のセンサを適宜採用することができる。また、電子機器本体7や圧力センサ8の固定は、ネジ止めに限定されず、他の方法によって行ってもよい。
編み地2は、熱硬化可能な編み糸を手袋の形に編み込むことで形成される。具体的な編み条件は、1KのCF(Carbon Fiber)糸にPA(polyamide)樹脂をコートした糸(φ0.35mm)、天竺スムース、8ゲージとした。このようにして得た編みFRP材を編み地2とすることで、甲側硬化部4や指先硬化部5のように、必要な部分にのみ熱を加えて硬化させることができる。そして、残りの部分は、柔軟な布地の状態とすることで、ウエアラブルの機能、本実施形態においては、ユーザの手に装着するという手袋としての機能を確保することができる。なお、編み地2は、繊維糸を樹脂糸でカバリングしたカバリング繊維糸を用いて形成してもよい。編み地2は、織物と異なり、伸縮性に富み、ウエアラブル筐体1の素材として好適である。
図3を参照すると、電気配線部3は、渦巻き状のアンテナ回路である。このため、複数の屈曲部を備え、第1の方向に沿って延びる部分と第2の方向に沿って延びる部分が混在している。図3において、屈曲部には、参照番号32が振られ、直線部分には、参照番号33が振られている。本実施例における第1の方向と第2の方向とは、概ね直交しているが、第1の方向と第2の方向とがなす角度は、これに限定されず、必要に応じて適宜設定することができる。また、本実施形態の電気配線部3は、第1の方向及び第2の方向はともに直線的に延びているが、これに限定されず、必要に応じて湾曲していてもよい。電気配線部3は、後に詳説する単管の形状を選定することによって屈曲部を備えることができる。電気配線部3の形状は、渦巻き状に限定されず、所望の形状を採用することができる。
電気配線部3は、編み地2を形成するループに支持された被覆管30と、この被覆管30内に設けられ、電子機器本体7と電気的に接続される電線31を備える。電線31の両端は、それぞれ端子31a、31bとなっており、端子31a、31bが電子機器本体7に接続されることで、電子機器本体7は、外部の他の機器と通信可能な状態とされる。被覆管30の編み地2を形成するループへの支持については、後に詳説する。被覆管30は、φ200μmの樹脂製の中空管体であり、φ60μmのエナメル線が電線31として挿通されている。被覆管30は、複数に分割可能である。被覆管30を分割可能にすることで、電気配線部3が延びる方向を種々変更することができ、複雑な形状の電気配線部3を形成することができる。
なお、電線31は、従来、公知の種々の導電線材を用いることができる。例えば、Cu線、Ag線、Au線、Pt線やAl線を採用してもよい。また、これらを主材とした合金線、ニクロム線などの被覆線を用いることもできる。さらに、電極材をコーティングした糸材や有機系導電線を用いることもできる。
接続配線6も同様の要領で編み地2に設けられる。すなわち、編み地2を形成するループに支持された被覆管内に電線を挿通させることで接続配線6が形成される。
図4(A)及び図4(B)は、甲側硬化部4や指先硬化部5が形成される以前の状態を示している。甲側硬化部4は、このような状態の編み地2の甲側の所望の位置に熱プレスを施すことで形成される。甲側硬化部4を設けることで、電子機器本体7を設置することができる。仮に、硬化させていない箇所に電子機器本体7を装着しようとすると、編み地2が破れる等の損傷を受ける可能性があるが、甲側硬化部4を設けることで、電子機器本体7を適切に固定することができる。指先硬化部5も同様に、各指先に熱プレスを施すことで形成される。熱プレスが施された箇所以外は、編み地2の柔軟性が維持されるため、ウエアラブル筐体1の手への装着に支障をきたすことはない。
このようなウエアラブル電子機器10が備えるウエアラブル筐体1は、電気配線部3が被覆管30を備えているので、電線31の折れやゆがみを抑制することができる。例えば、電線31が屈曲するような形状に設置される場合であっても、電線31は被覆管30に保護されているので、電線31の折れが抑制される。このため、結果として、編み地2に対する電線31の設置の自由度を高めることができる。また、電線31が編み地2を形成する編み糸に直接接触することがないため、編み地2におけるほつれの発生も抑制することができる。
また、アンテナ回路を形成する電気配線部3がウエアラブル筐体1の表面近傍に設置されるため、アンテナの通信性能を向上させることができる。
つぎに、ウエアラブル筐体1の製造方法の一例について図5乃至図10を参照しつつ説明する。図5は電気配線部の被覆管を分割した様子を示す説明図である。図6(A)は分割した被覆管の一部を示し、図6(B)は接続された被覆管の一部を示し、図6(C)は被覆管内に電線を挿通させた様子を示す説明図である。図7は電線を挿通させた被覆管の一部を断面とした説明図である。図8(A)は第1単管を編み地のループに支持させた様子を示し、図8(B)は第2単管を編み地のループに支持させた様子を示し、図8(C)は第3単管を編み地のループに支持させた様子を示す説明図である。図9は編み地のループに支持された被覆管に電線を挿通した様子を示す説明図である。図10は編み地のループに支持された被覆管に導電性ペーストを充填した様子を示す説明図である。
まず、1KのCF糸にPA樹脂をコートしたφ0.35mmの編み糸を編むことによって編み地2を形成する。編み方は、従来公知の方法を採用すればよい。すなわち、編み方は問わない。
図5を参照すると、被覆管30は、複数の単管に分割可能である。本実施形態では、第1単管3a〜第16単管3pに分割することができる。直線状の第1単管3aや第3単管3cと、屈曲形状の第2単管3bや第4単管3dを接続することで、渦巻き状の被覆管30が形成される。第1単管3a〜第16単管3pは、編み地2のループへ支持され、順次接続されることで被覆管30を形成するが、各単管の編み地2のループへの支持や、接続については、各箇所で共通する。そこで、以下の説明では、代表して第1単管3a、第2単管3b及び第3単管3cについて説明する。
図6(A)を参照すると、第1単管3a及び第3単管3cは、直線状であり、第2単管3bは、屈曲形状である。第2単管3bは、電気配線部3における屈曲部を形成する。直線状の第1単管3aと第3単管3cとを第2単管3bを介して接続することで、電気配線部3において、異なる方向に延在する部分を設けることができる。第2単管3bの一端部には、テーパ部3b1が設けられている。第3単管3cの一端部には、テーパ部3c1が設けられている。図6(B)を参照すると、第2単管3bのテーパ部3b1は、第1単管3aの一端部に挿し込まれる。第3単管3cのテーパ部3c1は、第2単管3bの他端部に挿し込まれる。そして、図6(C)や図7を参照すると、接続された第1単管3a〜第3単管3cには、電線31が挿入される。なお、電線31は、実際には、第1単管3a〜第16単管3pまでの接続が完了し、被覆管30が全域に亘って形成された後に挿し込まれる。
このような単管の接続は、編み地2を形成するループに各単管を支持させた状態で行う。図8(A)を参照すると、第1単管3aは、第1ウェールW1に沿って、第1ウェールW1に属するループ16a〜ループ20aに支持されている。第1単管3aは、ループ16aの下側と通過し、ループ17aの上側を通過する。これを順次繰り返すことで、第1ウェールW1に支持されている。
つぎに、図8(B)を参照すると、第2単管3bは、屈曲部を形成するため、第1ウェールW1、第2ウェールW2及び第1コースC1に亘って支持されている。第2単管3bは、ループ16aとループ16bに支持されている。
図8(C)を参照すると、第3単管3cは、第1コースC1に沿って、第1コースC1に属するループ16b〜ループ16gに支持されている。第3単管3cは、ループ16b〜ループ16gまでの各ループを形成する編み糸の上側と下側を交互に通過することで、第1コースC1に支持されている。
このように、それぞれ編み地2を形成するループに支持されている第1単管3a〜第3単管3cを図9に示すように接続し、さらに、同様の要領で第16単管3pまでを接続することで被覆管30を形成する。そして、被覆管30に電線31を挿通すれば、電気配線部3を形成することができる。
このように、種々の形状の単管に分割可能な被覆管30を用いることで、種々の形状の電気配線部3を形成することができる。また、各単管は、編み地2が形成された後に所望のループに挿し込まれ、支持されることで、複雑な形状を形成することができる。この結果、複雑な形状の電気配線部3を形成することができる。
接続配線6も同様の要領で形成する。
電子機器本体7を設置する甲側硬化部4や、圧力センサ8を設置する指先硬化部5は、所定の位置に熱プレスを施すことで、形成される。なお、甲側硬化部4や指先硬化部5を形成する順序は問わない。例えば、全ての編み地2が編み上がった後に熱プレスを行ってもよいし、全ての編み地2が編み上がる以前であっても、所定の位置の編み地2が編み上がっていれば、熱プレスを行ってもよい。さらに、電気配線部3の形成工程との順序の前後も問わない。すなわち、電気配線部3が形成された後に熱プレスを行ってもよいし、電気配線部3の形成に先行して熱プレスを行ってもよい。また、場合によっては、電気配線部3の形成工程と並行して、熱プレスを行ってもよい。
なお、図9に示す例では、完成した被覆管30に線材である電線31を挿通させたが、図10に示すように、線材に代えて、被覆管30の中空部に導電性ペースト311を充填するようにしてもよい。例えば、導電性ペースト311を被覆管30の中空部に充填し、温度120℃、30分の条件で硬化させることで電気配線部3を形成するようにしてもよい。
なお、本実施形態では、第1単管3a等の直線状のものと、第2単管3b等の屈曲形状のものを用いたが、必要に応じて、図11(A)に示すような3つの開口部33a1、33a2及び33a3を備えた単管33aを用いてもよい。また、図11(B)に示すような4つの開口部33b1、33b2、33b3及び33b4を備えた単管33bを用いてもよい。
(第2実施形態)
つぎに、第2実施形態につき、図12を参照しつつ説明する。図12は熱収縮させた被覆管を示す説明図である。第2実施形態では、被覆管301を熱収縮管としている。熱収縮管を用いることで、被覆管301の径を縮小することができる。被覆管301の径を縮小することができれば、被覆管301が編み地2に埋設しやすくなる。すなわち、電気配線部を形成する被覆管301が編み地2の表面に露出し難くなるため、電気配線部が擦れにくく、ダメージを受けにくくすることができる。
つぎに、第2実施形態につき、図12を参照しつつ説明する。図12は熱収縮させた被覆管を示す説明図である。第2実施形態では、被覆管301を熱収縮管としている。熱収縮管を用いることで、被覆管301の径を縮小することができる。被覆管301の径を縮小することができれば、被覆管301が編み地2に埋設しやすくなる。すなわち、電気配線部を形成する被覆管301が編み地2の表面に露出し難くなるため、電気配線部が擦れにくく、ダメージを受けにくくすることができる。
このような被覆管301は、例えば、熱収縮性テフロン(登録商標)製の単管を用いて形成する。すなわち、各単管を熱収縮性テフロン(登録商標)製パイプで形成し、これらを、第1実施形態と同様の要領で編み地2を形成するループに支持させる。そして、各単管を接続して被覆管301の外形を形成した後、電線31を挿通し、例えば、温度120℃の熱風を当てて収縮硬化させる。これにより、電気配線部の形状を固定することができる。
なお、第1実施形態と共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
1 ウエアラブル筐体
2 編み地
3 電気配線部
30、301 被覆管
31 電線
311 導電性ペースト
31a、31b 端子
4 甲側硬化部
5 指先硬化部
6 接続配線
7 電子機器本体
10 ウエアラブル電子機器
C1 第1コース
C2 第2コース
W1 第1ウェール
W2 第2ウェール
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30、301 被覆管
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311 導電性ペースト
31a、31b 端子
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7 電子機器本体
10 ウエアラブル電子機器
C1 第1コース
C2 第2コース
W1 第1ウェール
W2 第2ウェール
Claims (6)
- 編み地の一部に設けられ、電子機器本体が設置される繊維硬化部と、
前記編み地を形成する複数のループに支持された被覆管内に設けられ、前記電子機器本体と接続される電線を有する電気配線部と、
を、備えたウエアラブル筐体。 - 前記電気配線部は、屈曲部を備え、前記屈曲部を隔てて異なる方向に延在する部分を備えた請求項1に記載のウエアラブル筐体。
- 前記被覆管は、熱収縮管である請求項1又は2に記載のウエアラブル筐体。
- 前記被覆管は、複数の単管に分割可能な請求項1乃至3のいずれか一項に記載のウエアラブル筐体。
- 前記電気配線部は、アンテナ回路を形成した請求項1乃至4のいずれか一項に記載のウエアラブル筐体。
- 熱硬化可能な編み糸で編み地を形成する工程と、
前記編み地を形成する複数のループに複数の単管を支持させると共に、前記単管を接続して被覆管を形成する工程と、
前記被覆管内に電子機器本体と接続される電線を設置して電気配線部を形成する工程と、
前記編み地の一部に熱を加え、前記電子機器本体が設置される繊維硬化部を形成する工程と、
を備えたウエアラブル筐体の製造方法。
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Publication Number | Publication Date |
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JP2017149464A Pending JP2019026979A (ja) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | ウエアラブル筐体及びウエアラブル筐体の製造方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200093824A (ko) * | 2019-01-29 | 2020-08-06 | 주식회사 셈앤텍 | 금속성 섬유 도선을 이용한 발열수단을 갖는 봉제장갑 |
JP2021116491A (ja) * | 2020-01-27 | 2021-08-10 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 触覚提示装置 |
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- 2017-08-01 JP JP2017149464A patent/JP2019026979A/ja active Pending
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KR102159307B1 (ko) | 2019-01-29 | 2020-09-23 | 주식회사 셈앤텍 | 금속성 섬유 도선을 이용한 발열수단을 갖는 봉제장갑 |
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