JP2008111213A - ヒッププロテクター - Google Patents

Abstract

【課題】履き心地が良くて衝撃吸収能力の高いヒッププロテクターを提供する。
【解決手段】ポリプロピレンからなる円筒状のセル１２の集合体であるハニカム要素１１を作成する。三角形のハニカム要素１１を多数並べて所望の形とし、ポリプロピレンからなる不織布１５に端部を溶着してヒッププロテクター１０とする。転倒時には、ハニカム要素１１の円筒状のセル１２の破壊により緩衝する。
【選択図】図２

Description

本発明は、高齢者が転倒したときに大腿骨頸部骨折や脊椎圧迫骨折をするのを防止するヒッププロテクターに関する。

高齢者の骨折は、屋内屋外で発生する転倒事故で生ずることが多い。高齢者の転倒骨折は入院の長期化や寝たきりの要因となる。大腿骨頸部骨折に関する調査報告によると屋内での骨折が２／３を占め、立った高さからの転倒が７０％であった。ヒッププロテクターを着用することにより骨折発生率が１／２以下に低下することが報告されている。

従来、ヒッププロテクターには２つの方式があった。一つはポリプロピレン等の比較的硬い材質で作られた概略皿形状のもので、一点に加わった外力を皿の端に拡散させて外力を吸収しようとするものである（特表平９−５０８８２４号公報）。もう一つはゴム、発泡樹脂等の弾性材でパッドとしたもので、パッドの弾性的変形により衝撃を吸収しようとするものである（特開２００３−３００４号公報）。また、パッドを小さい部屋に分画し小部屋に空気やシリコーンゲル等を収容して衝撃を吸収するものもある。

特表平９−５０８８２４号公報 特開２００３−３００４号公報

しかしながら、皿形状のものは、一般的にかさばり高齢者が使いづらい。また、ヒッププロテクターを解剖学的に体の正しい位置に当てていないと効果がない。たとえば、大腿骨骨折の予防については、装着者の姿勢にかかわらず大転子部を覆うように位置決めして腰に当てていないと効果がない。このため特別の装着具が必要である。さらに、硬質皿形状のヒッププロテクターはそれ自体には通気性がなく、ヒッププロテクターで覆った部分が蒸れてしまう。このため、特許文献１のヒッププロテクターでは正面に５つの開口６を設け通気を図っている。パッド状のものは、十分な衝撃吸収力を得るために衝撃吸収材の厚さ寸法が大きく装着時に不格好になりやすいという問題点があった。また、パッド状のものは、一般に重たいという問題点、通気性に欠けるという問題点があった。特許文献２のヒッププロテクターでは衝撃吸収材の通気性の改善を図っている。

いずれにしても、ヒッププロテクターは予防的に常時装着しているものだから、装着が面倒だったり履き心地（快適性）が良くなかったりすると着用コンプライアンスが低下し、結局役に立たないものになる。つまり、ヒッププロテクターには衝撃吸収率の高さと、透湿性の良さ、軽さといった履き心地の良さとの相反する２面が求められる。本発明は上記の課題を解決するためなされたものであり、軽く薄く透湿性が良いという履き心地の良さと、衝撃吸収率の高さとを兼ね備えるヒッププロテクターを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の第１の態様では、ハニカム構造体からなる板状部材であってセルの軸線方向が厚さ方向を向いているハニカム要素を敷き詰めて構成されたヒッププロテクターが提供される。

このように構成すると、ヒッププロテクターの装着者が転倒するとハニカム構造体のセルの軸線方向に強いパルス的な衝撃力が作用する。この衝撃力によりハニカム構造体がつぶされ、そのつぶされるセルの破壊により衝撃力を大きく吸収する。転倒によりつぶされたハニカム要素は新品と交換して使用する。部材のつぶれによる衝撃吸収であるからハニカム構造体の厚さ（高さ）は薄くても十分に衝撃を吸収する。通常の装着時には、ハニカム構造であるから軽く、薄くまた、開口率も大きく通気性がよい。したがって、軽くて薄くて蒸れることがないので、履き心地が良く着用コンプライアンスが向上する。それ故、衝撃吸収率の高さと履き心地の良さが両立するという効果を奏する。

ここで、発明の第２の態様として、前記ハニカム要素が、円筒形状のセルを並べて構成されたことを特徴とすることができる。
円筒形状のセルであるから六角形のセルのように隣接するセルが壁面を共有することにならないので、厳密にはハニカム構造とは言えないかもしれないが、多数のセルが隣接して並べられた構造には違いないので、ここではハニカム構造の一種として扱う。
このように円筒形状のセルとすると、転倒時に掛かる衝撃力の方向によってセルの壁面のつぶれ方が変動しないので、つぶれる特性に方向性がなく、安定した衝撃力吸収ができる。たとえば、六角形のセルであれば六角形の一つの壁面に平行な方向の衝撃力に対しては強い抵抗力を示すが、壁面に垂直な方向の衝撃力に対しては比較的弱い力で壊れる。このように六角形のセルでは、衝撃吸収率に方向性が出てしまう。円筒形状のセルであれば衝撃吸収率に方向性が出ないので綺麗に壊れてくれるという効果を奏する。

発明の第３の態様として、前記ハニカム要素が、略正三角形の形状に形成されていることを特徴とすることができる。
緩衝モジュールとも言えるハニカム要素を略正三角形にすることにより、ハニカム要素を敷き詰めて構成されるヒッププロテクターの形状の自由度が大きくなり、装着者及び装着部により適した形状のヒッププロテクターを作るのが容易になる。このため、標準のハニカム要素をあらかじめ作っておけば、これを組み合わせて種々の大きさ形状のヒッププロテクターを短時間に作成することができる。すなわち、ハニカム要素を略正三角形とすることにより、ヒッププロテクターのデザインの幅が広がるという効果を奏する。

発明の第４の態様として、前記ハニカム要素のセルが、ポリプロピレン等の硬質プラスチックで構成されていることを特徴とすることができる。
ポリプロピレン等の硬質プラスチックで構成すると、肉厚を適切に設計することにより適度な強度と破壊特性を持ったハニカム要素を安価に提供することができるという効果を奏する。

発明の第５の態様として、前記円筒形状のセルからなるハニカム要素の両面の内、肌に接する側の面に不撚布が貼られ、他方の面は開放されていることを特徴とすることができる。
このように形成すると、凸形状を持つ肌面にハニカム要素を密着させようとしたとき、不撚布が肌の曲面に沿い隣接するセルの基端側が密接したままでセルの先端側が離れるようになり、ハニカム要素を肌の曲面に密着させることができるという効果がある。ハニカム要素が肌の曲面に密着することができるので、衝撃緩衝力が強くなると共に履き心地が良くなる。また、不織布を使用しているので通気性、透湿性は十分にある。円筒形状のセルを並べたハニカム要素の両面が板等で閉じられているものでは、ハニカム要素が剛性のある一体の板として作用するので、一つのハニカム要素の全体を肌の曲面に密着させることはできない（実際には肌が変形して密着する。）。

発明の第６の態様として、前記円筒形状のセルが、大径の円筒の中に小径の円筒を挿入した２重円筒構造に構成されていることを特徴とすることができる。
このように構成すると、小径の円筒も緩衝機能を持つ構造部品として大径の円筒と同様に作用し大径の円筒から小径の円筒へと順次破壊していくから、転倒時に破壊される単位面積あたりの構造物（大径及び小径の円筒）が多くなり、それだけ緩衝機能が向上する。

発明の第７の態様として、前記円筒形状のセルが、大径の円筒の中に小径の円筒を挿入した２重円筒構造に構成され、大径の円筒と小径の円筒とは色が異なるようにしたことを特徴とすることができる。
このように形成すると、前記ハニカム要素の色彩が、正常時は大径の円筒の色が支配的となり、転倒等によりハニカム要素がつぶれると小径の円筒の色が支配的になる。したがって、ハニカム要素がつぶれているか否かを容易に判別できるという効果がある。好ましくは、小径の円筒の色を赤色とし、大径の円筒の色を白色とする。

本発明のヒッププロテクターは、ハニカム構造体をクラッシュすることにより衝撃を吸収するものであるから、衝撃吸収率の高さと、軽く薄く通気性が良いという履き心地の良さが両立するという効果を奏する。

図１は、ヒッププロテクター２，５の概要を示す斜視図である。人体１の臀部に２種類のヒッププロテクター２，５が装着されている。大腿骨頸部骨折をプロテクトするヒッププロテクター２は両脚の大転子部を広く覆う。ヒッププロテクター２はポリプロピレンで形成されたハニカム構造体３と布製の袋４からなる。ハニカム構造体３は、板状部材であってセルの軸線方向が厚さ方向を向いている１段のハニカム要素（モジュール）を敷き詰めて構成される。脊椎圧迫骨折をプロテクトするヒッププロテクター５は脊椎下端付近を広く覆う。ヒッププロテクター５はポリプロピレンで形成されたハニカム構造体６と布製の袋７からなる。ヒッププロテクター５は、形状が違うのみで構造は大腿骨頸部骨折ヒッププロテクター２と同じである。

図２は、円筒形状のセル１２からなるハニカム構造体を有するヒッププロテクター１０を示す説明図である。人体１に着せられるパンツ８に大腿骨頸部骨折を予防するヒッププロテクター１０が装着されている。装着は、パンツ８に縫いつけられた図示しない袋（ポケット）にヒッププロテクター１０を収納することにより行う。ヒッププロテクター１０はパンツ８の着用が多少ずれても大転子部をカバーできるように大きめに作られている。ヒッププロテクター１０は、略正三角形の形状をした総数２２個のハニカム要素（モジュール）１１を敷き詰めて、略平行四辺形に構成されている。各ハニカム要素１１は１０個の円筒形状のセル１２からなる。多数のハニカム要素１１は不織布１５に接着される。ハニカム要素１１及び不織布１５は共にポリプロピレンで形成されている。

図３は、緩衝モジュールとも言えるハニカム要素１１を示す平面図及び断面図である。ハニカム要素１１は熱可塑性樹脂であるポリプロピレンを射出成形して形成される。円筒形状の各セル１２の直径は６ｍｍ、高さは６．５ｍｍ、厚さ０．３ｍｍである。各セル１２を連結する底部の連結部１３の厚さは０．３ｍｍとした。したがって、各セル１２のつぶれることが可能な高さ（クラッシャブルゾーン）は６．２ｍｍである。

図４は、ハニカム要素１１を不織布１５に接着しヒッププロテクター１０を作成する過程を示す斜視図である。不織布１５としてはポリプロピレンからなる目の粗い不織布を用いた。不織布１５の上に１０個のセル１２からなるハニカム要素１１を置き、熱溶着する。両者ともポリプロピレンなので熱溶着が可能である。各セル１２の中に直径５ｍｍ、高さ６．５ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのポリプロピレンからなる小径の円筒１６を挿入し、下端を不織布１５に熱溶着する。したがって、セル１２は、大径（６ｍｍ）の円筒１７の中に小径（５ｍｍ）の円筒１６を挿入した２重円筒構造に構成される。以後、２重円筒構造のものは小径の円筒１６も含めセル１２と呼ぶことにする。２重円筒構造とすると、転倒時に外側の大径の円筒１７から順次小径の円筒１６が破壊していくせいか、緩衝機能が向上する。

ここで、大径の円筒１７には白色に着色されたポリプロピレンが使用され、小径の円筒１６には赤色に着色されたポリプロピレンを使用する。このように、大径の円筒１７と小径の円筒１６とを異なった色とすることにより、正常時は大径の円筒１７の色（白色）が支配的になる。ハニカム要素１１がつぶれると小径の円筒１６の色（赤色）が顕著になる。したがって、装着者が転倒等をしたときはヒッププロテクター１０をパンツ８の袋から取り出し、赤色の部分が出ていないか目視により点検する。点検の結果、赤色の模様が現れていればハニカム要素１１が衝撃を吸収してつぶれたと判断し、ポリプロピレンからなるヒッププロテクター１０を新しいものと交換する。

図５は、肌への密着性を説明する側面図である。図５（Ａ）は一つ一つのハニカム要素（モジュール）２１がリジッドな場合で、隣接するハニカム要素２１間は不織布により屈曲可能に連結されている。この場合、ヒッププロテクター２０はハニカム要素２１の連結線のみで屈曲可能である。図に示すように、曲面の肌面２２にヒッププロテクター２０を当てると、ハニカム要素２１はリジッドであるので曲面に沿うことができず、ハニカム要素２１の連結線の部分で屈曲してハニカム要素２１は部分的に肌面２２に接する。このため、ヒッププロテクター２０の履き心地が悪くなる。

これに対して図５（Ｂ）のヒッププロテクター１０では、ハニカム要素１１の両面の内、肌面２２に接する側の面にのみ不織布１５が貼られ、他方の面は開放されセル１２の先端は自由な状態にされている。図に示すように、曲面の肌面２２にヒッププロテクター１０を当てると、不織布１５は自由に曲がるから肌面２２の曲面に密着し、隣接するセル１２の基端側が密接したままでセル１２の先端側が広がって離れるようになる。このようにして、ハニカム要素１１が肌面２２の凸曲面に密着することができるので、ヒッププロテクター１０の履き心地が良くなる。

図６は、略正三角形の形状のハニカム要素１１を用いて作られる様々な形状のヒッププロテクターを示す平面図である。図６（Ａ）は６角形のヒッププロテクター２５を示し、１４個のハニカム要素１１により構成されている。図６（Ｂ）は平行四辺形のヒッププロテクター１０を示し、２５個のハニカム要素１１により構成されている。図６（Ｃ）は略台形のヒッププロテクター２６を示し、１３個のハニカム要素１１により構成されている。このように、種々の形状、大きさのヒッププロテクター１０、２５、２６を一種類のハニカム要素１１を組み合わせてポリプロピレンからなる不織布に溶着することにより構成することができる。このため、患者の体型、保護すべき箇所等に応じた最適なヒッププロテクターを作るのが容易になる。

図７は、転倒衝撃試験機を示す側面図である。人体ダミー３２は身体各部の質量や重心が四肢部の物性値になるように製作された身長１５０ｃｍ、質量５０ｋｇのダミーである。床面３１に人体ダミー３２が立位姿勢で保持される。すなわち、天井フレーム３３に固定されたダミー用電磁石３４により人体ダミー３２の頭部が吸着保持される。人体ダミー３２の腰部には転倒時の衝撃を測定する加速度計３５が取り付けられている。一方、振り子型の足払い用ロッド３６が回転軸３７に支承され揺動自在に支持されている。足払い用ロッド３６の先端には錘３８が取り付けられている。常時には足払い用ロッド３６は水平な位置に保たれ、フレーム３９に固定されたロッド用電磁石４０に吸着して保持されている。錘３８の通る軌跡上には、マイクロスイッチ４１が設置され錘３８の通過を検出するようになっている。ダミー用電磁石３４は整流器４２を経由してコントローラ４３に接続され、マイクロスイッチ４１からの信号により作動する。ロッド用電磁石４０は整流器４４を経由してコントローラ４５に接続され、スイッチ４６により作動する。人体ダミー３２に取り付けられた加速度計３５からの信号はセンサインターフェース４７を経由してコンピュータ４８に送られる。

転倒衝撃試験は、人体ダミー３２にテストすべきヒッププロテクターを装着し、ダミー用電磁石３４で立位姿勢に保持する。一方、錘３８が取り付けられた足払い用ロッド３６を水平な位置に持ち上げ、ロッド用電磁石４０で吸着してその姿勢を保持する。そして、スイッチ４６を押すとロッド用電磁石４０の励磁が停止され吸着力が消失する。その結果、足払い用ロッド３６は自由状態となり落下旋回運動を開始する。落下旋回運動の途中でマイクロスイッチ４１を作動させる。マイクロスイッチ４１の作動によりダミー用電磁石３４の励磁が停止され吸着力が消失する。この結果、人体ダミー３２は自由状態になる。その直後に、足払い用ロッド３６の先端部と錘３８が人体ダミー３２の下肢の一方の下腿を払い、人体ダミー３２を転倒させる。転倒時の腰部の衝撃を加速度計３５で検出しコンピュータ４８に記憶する。床面３１には、畳面、フローリング、Ｐタイル等種々のものが考えられるが、ここではコンクリート下地にリノリュームを貼った、比較的条件の厳しい床面３１で試験を行った。

図８は、転倒衝撃試験の結果を示すグラフ図である。縦軸は衝撃の強さを表す合成加速度（Ｇ）、横軸は時間（秒）である。図中でＡはヒッププロテクターを装着しない場合を、Ｂは市販のＢ社のヒッププロテクターを装着した場合を、Ｃは市販のＣ社のヒッププロテクターを装着した場合を、Ｄは本発明に係る２重円筒構造のハニカム要素からなるヒッププロテクターを装着した場合をそれぞれ示している。Ｂ社のものもＣ社のものもパッドの弾性変形により衝撃を吸収しようとするものであり、Ｃ社のものは特許文献２の素材を使用していると推測される。

Ａのヒッププロテクターなしの場合は、最高加速度が高く、時間幅の小さいきわめて立ち上がりの鋭いパルス状の加速度が発生している。ＢのＢ社のヒッププロテクターの場合は、加速度の最高値が若干抑制されている。加速度の最高値の減少率である衝撃吸収率は１０．８％であった。ＣのＣ社のヒッププロテクターの場合は、加速度の最高値がさらに抑制され、衝撃吸収率は２０．５％まで向上している。これに対して、Ｄの本願発明のヒッププロテクターの場合は、加速度の最高値が大幅に抑制され、衝撃吸収率は３８．８％まで向上している。さらに、Ｄは衝撃波形の立ち上がりがＡ、Ｂ、Ｃに比べて緩やかになり長い時間を掛けて衝撃を吸収しているのが分かる。このように、本願発明のヒッププロテクターは、素材の弾性変形により衝撃を吸収する従来のものに比べ、衝撃吸収率に優れ、衝撃波形の立ち上がりが緩やかで衝撃緩衝能力に優れていることが分かる。

以上説明した本実施の形態のヒッププロテクターは次のような利点を有する。
（１）素材がポリプロピレンなので軽い。
（２）不織布ポリプロピレン１５を下地にハニカム要素１１を溶着固定しているので、さらに超軽量化が図れる。
（３）ハニカム要素１１を構成する円筒１６、１７が薄肉なので通気性がきわめて良い。
（４）円筒１６、１７の肉厚の設計により衝撃緩衝力を適切に調整できる。
（５）ハニカム要素１１を三角形にしたことにより、プロテクターのデザインの幅が広がった。
（６）一段のハニカム構造なのでヒッププロテクターの厚さが薄い。

ヒッププロテクターの概要を示す斜視図である。 円筒形状のセルからなるハニカム構造体を有するヒッププロテクターを示す説明図であり、図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）は平面図である。 緩衝モジュールとも言えるハニカム要素を示し、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図４は、ハニカム要素を不織布に接着しヒッププロテクターを作成する過程を示す斜視図である。 肌への密着性を説明する側面図である。 略正三角形の形状のハニカム要素を用いて作られる様々な形状のヒッププロテクターを示す平面図である。 転倒衝撃試験機を示す側面図である。 転倒衝撃試験の結果を示すグラフ図である。

符号の説明

１ 人体
８ パンツ
１０ ヒッププロテクター
１１ ハニカム要素（緩衝モジュール）
１２ セル
１５ 不織布
１６ 小径の円筒
１７ 大径の円筒

Claims (7)

1. ハニカム構造体からなる板状部材であってセルの軸線方向が厚さ方向を向いているハニカム要素を敷き詰めて構成されたヒッププロテクター。
2. 前記ハニカム要素が、円筒形状のセルを並べて構成されたことを特徴とする請求項１に記載のヒッププロテクター。
3. 前記ハニカム要素が、略正三角形の形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒッププロテクター。
4. 前記ハニカム要素のセルが、ポリプロピレン等の硬質プラスチックで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のヒッププロテクター。
5. 前記円筒形状のセルからなるハニカム要素の両面の内、肌に接する側の面に不撚布が貼られ、他方の面は開放されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のヒッププロテクター。
6. 前記円筒形状のセルが、大径の円筒の中に小径の円筒を挿入した２重円筒構造に構成されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のヒッププロテクター。
7. 前記円筒形状のセルが、大径の円筒の中に小径の円筒を挿入した２重円筒構造に構成され、大径の円筒と小径の円筒とは色が異なるようにしたことを特徴とする請求項６に記載のヒッププロテクター。

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