JP2015053950A - 装具とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 装着が簡単で、軽量で装着感がよく、サポート性に優れ、製造も簡易且つ簡便な装具を提供すること。【解決手段】関節部分を動作可能にサポートする装具であって、近位指節間関節の前後に位置する部分に、関節を挟んで装着される一対の固定部１０、両固定部１０，１０を連結するように固定部１０と一体に形成された連結部２０とを具備し、固定部１０は、硬質材により形成された硬質部１１と軟質材により形成された軟質部１２とからなり、連結部２０は、硬質材により形成された硬質部２１と、軟質材により形成された弾性を有する弾性部２２とからなり、硬質部２１は、固定部１０にそれぞれ連結された一対の連結基部２１ａと、連結基部２１ａから延設された一対の制御部２１ｂとにより構成されており、弾性部２２は、一対の連結基部２１ａを連結して設けられている装具１。【選択図】図１

Description

本発明は、装具とその製造方法に関し、さらに詳しくは、装着が簡単で、軽量で装着感がよい装具とその製造方法に関するものである。

装具は、障害やけがをした場合などにおける、運動の補助、痛みの軽減、治療部分の固定を行うためのものであり、その中でも、運動機能に重要な関節のための装具について種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１では、関節装具の機能性を向上させるものとして、関節の両側にそれぞれ配置される上部及び下部アームを備え、両アームは、関節の位置で支軸によって回転自在に連結され、関節の伸展状態で止まり、反対側に屈曲しないように、ストッパーが設けられている装具が提案されている。
また、例えば、特許文献２では、装着時の違和感を取り除き、身体へのフィット感を高め、装着ずれを起こすことのない関節支持装具として、関節の両側にそれぞれ配置される支持板と、これらの支持板１の一端側に回動自在に設けられるそれぞれの第１のアームと、これらの支持板の他端側に回動自在に設けられるそれぞれの第２のアームとを備えた関節支持装具であって、関節から所定距離離れた身体部に巻き付けるバンドと、バンドを第１のアーム又は第２のアームに取り付ける接続部とを有し、接続部をばね材により構成している装具が提案されている。
また、例えば、特許文献３では、関節の伸展と回旋のタイミングを細かく調整可能であって安価に製造可能な関節装具として、内側支持部材と外側支持部材とを有し、関節部分に装着される関節装具であって、内側支持部材又は外側支持部材の少なくとも一方は、第一軸と第一ガイド溝，とが形成された第一アームと、第二軸と第二ガイド溝とが形成された第二アームと、を備え、第一軸と第二ガイド溝とから構成される第一カム機構と、第二軸と第一ガイド溝とから構成される第二カム機構とにより、第一アームと第二アームとが回動時に全長が伸縮しながら相対的に回動可能に連結されると共に、回動時に全長が伸縮するように構成された装具が提案されている。

特開２００２−０１１０２８号公報 特開２００７−１１７６４４号公報 特開２０１２−０８５７５６号公報

しかしながら、特許文献１に提案される装具は、装着に時間がかかるという問題があった。
また、特許文献２に提案される装具は、金属を使用しているため重量があり、また装着感が悪いという問題があった。
また、特許文献３に提案される装具は、カム機構など複雑な機構を有するため、製造に時間やコストがかかるという問題があった。
要するに、従来提案されている装具は、装着性や装着感に問題があり、また製造も複雑な工程を経る必要があり、時間とコストがかかるものであったという問題があり、これらの問題を解消した装具の開発が要望されている。

したがって、本発明の目的は、装着が簡単で、軽量で装着感がよく、サポート性に優れ、製造も簡易且つ簡便な装具を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解消すべく鋭意検討した結果、従来の装具は複数の異なる材料からなる部材をそれぞれ別個に作成し、それらを組み立てて構成されているために上述の問題点が生じていることを知見し、単一の材料で構成するか、異なる材料であってもそれらを一体的に構成すれば上述の目的を達成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の各発明を提供するものである。
１．関節部分を動作可能にサポートする装具であって、
使用時において関節の周囲に位置する身体部分に、関節を挟んで装着される一対の固定部
上記両固定部を連結するように該固定部と一体に形成された連結部とを具備し、
上記連結部は、関節の運動拘束可能に形成されている
装具。
２．上記連結部は、関節に対して所定方向に付勢し、他の方向には抵抗可能に形成されていることを特徴とする１記載の装具。
３．上記連結部は、可撓性のない硬質材と可撓性を有する軟質材とにより一体的に形成されていることを特徴とする２記載の装具。
４．上記固定部が、硬質材と軟質材とにより一体的に形成されている
ことを特徴とする１〜３のいずれかに記載の装具。
５．上記連結部は、上記硬質材により形成された硬質部と、上記軟質材により形成された弾性を有する弾性部とからなり、
上記硬質部は、上記固定部にそれぞれ連結された一対の連結基部と、該連結基部から延設された一対の制御部とにより構成されており、
上記弾性部は、一対の上記連結基部間を連結して設けられている
ことを特徴とする４に記載の装具。
６．上記固定部は、硬質部と軟質部とからなり、両者が交互に設けられている
ことを特徴とする１〜５のいずれかに記載の装具。
７．硬質材が、金属、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらをブレンドした樹脂であり、
軟質材が、ウレタン系樹脂、ウレタンアクリル樹脂、アクリル酸オリゴマー、メタクリル酸オリゴマーであることを特徴とする１〜６のいずれかに記載の装具。
８．３記載の装具の製造方法であって、
３Ｄプリンターを用いて、可撓性のない硬質材と可撓性を有する軟質材と一体成型して製造することを特徴とする
製造方法。

本発明の装具は、装着が簡単で、軽量で装着感がよく、サポート性に優れ、製造も簡易且つ簡便なものである。

図１は、本発明の装具の１実施形態を示す斜視図である。 図２は、図１に示すII部拡大図である。 図３（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す装具の使用態様を示す側面図である。 図４は、本発明の装具の他の実施形態として、固定部の別の例を示す平面図である。

１：装具、１０：固定部、１１：硬質材部、１２：軟質材部、１３：切断部、２０：連結部、２１：硬質部、２１ａ：連結基部、２１ｂ：制御部、２２：弾性部、３０：負荷部材

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
＜全体構成＞
本実施形態の装具１は、関節部分を動作可能にサポートする装具であって、本実施形態においては使用時において指の第２関節（近位指節間関節）の前後に位置する部分に、関節を挟んで装着される（図３参照）一対の固定部１０、両固定部１０，１０を連結するように固定部１０と一体に形成された連結部２０とを具備し、連結部２０は、関節の運動拘束可能に形成されている。
ここで運動拘束とは、身体を目的に沿った運動を行えるように制御することを意味し、例えば指をもともとの曲がる方向には曲がるようにするが、関節が伸びる方向には指が動かないように制御する、又は指が伸びた状態で固定できるように指が曲がる方向には動かないようにする、などの制御を行うことを意味する。

本実施形態において固定部１０は、リング状であり、その１部が切断されて切断部１３が形成されており、これにより該切断部を開いて指に装着でき、リング状であるがゆえに固定部への力を開放すると自然に元のリング状に回復するので装着が容易で装着性の高いものとされている。
また、固定部１０は硬質材と軟質材とにより一体的に形成されて、硬質材により形成された硬質部１１と軟質材により形成された軟質部１２とからなり、両者が交互に設けられて形成されている。
これにより指を動作させる際の指の変形に応じて固定部が多少の変形の余地を有することとなり装着性が向上されている。

そして、本実施形態において連結部２０は、運動拘束の観点から、関節に対して所定方向に付勢し、他の方向には抵抗可能に形成されている。これを可能にするべく、連結部２０は、可撓性のない硬質材と可撓性を有する軟質材とにより一体的に形成されている。
具体的には、連結部２０は、硬質材により形成された硬質部２１と、軟質材により形成された弾性を有する弾性部２２とからなる。
硬質部２１は、固定部１０にそれぞれ連結された一対の連結基部２１ａと、連結基部２１ａから延設された一対の制御部２１ｂとにより構成されている。連結基部２１ａはリング状の固定部１０の一側面部分から固定部１０に対して鉛直方向に向けて棒状の部材を延設して形成されている。本実施形態においては連結基部２１ａの幅は固定部１０の厚みより幅広になされているので、安定性を持たせるためにまた制御部２１ｂは図２に示すように、連結基部２１ａの端縁から板状の部材を延設して形成されている。
弾性部２２は、図２に示すように、一対の上記連結基部２１ａの端縁における制御部２１ｂが設けられていない部分、図２においては制御部２１ｂの下方に連結基部２１ａを連結して設けられている。弾性部２２の形状は単なる板状ではなく、波板状の板材となされており、これにより弾性力が発揮できるようになされている。
そして、本実施形態においては弾性部２２の自然長さ（力をかけない状態における長さ）は、２つの制御部２１ｂの合計長さよりも若干短くなるように形成されており、これにより図３に示すように、関節を曲げる方向Ｄ１には曲がりやすいが、伸ばす方向Ｄ２に伸ばそうとすると制御部２１ｂの先端部がぶつかり伸ばしにくくなされている。このように構成することで、本実施形態においては、関節を曲げる方向には曲げやすく、伸ばしにくいという運動拘束を実現している。
なお、制御部２１ｂと弾性部２２とを図２にしめす態様で上下逆の状態とすれば、指を曲げにくく伸ばしやすい運動拘束を実現することができ、靭帯損傷時の固定用装具として有用に用いることができる。また、制御部２１ｂの合計長さと弾性部２２の長さとの関係を調整することにより種々用途に対応することが可能である。また、弾性部２２の幅や厚みなど形状を変えることによって弾性力を調整し、種々用途に対応することが可能である。

また、本実施形態においては、図１に示すように、固定部に輪ゴムなどの弾性材を懸架してさらに負荷をかけることができるように係止部３１の形成された負荷部材３０が設けられている。

＜形成材料＞
上記固定部を構成する硬質材及び軟質材と上記連結部を構成する硬質材及び軟質材とはそれぞれ同じ材料を用いることができる。
具体的には、硬質材としては、金属、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネートポリエチレン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらをブレンドした樹脂などを挙げることができ、Transparentシリーズ、Veroシリーズ、Durusシリーズ（いずれも商品名、stratasys社製）等の市販品を用いることもできる。
軟質材としては、ウレタン系樹脂、ウレタンアクリル樹脂、アクリル酸オリゴマー、メタクリル酸オリゴマー、などを挙げることができ、Tangoシリーズ（商品名、stratasys社製）等の市販品を用いることもできる。

＜製造方法＞
本発明の装具の製造方法を説明する。
本発明の装具の製造方法は、３Ｄプリンタを用いて、可撓性のない硬質材と可撓性を有する軟質材と一体成型して製造することを特徴とし、装着部位確認工程、データ適用工程、モデル構築工程、出力工程の各工程を行うことにより行うことができる。
以下それぞれを説明する。
１．装着部位確認工程
まず、装着部位のスキャンもしくは装着部位の採寸を行う。スキャンは公知の３Ｄスキャナーを用いて行うことができ、採寸は通常の装具の作成方法において用いられる採寸方法を特に制限なく用いて行うことができる。本実施形態の装具は指用のものであるので指をスキャニングするか、採寸することになるが、もし肘用なら肘を、膝用なら膝をスキャンまたは採寸することになる。
２．データ適用工程
スキャンしてデータを採取した場合にはそのデータはそのまま公知の３Ｄモデリング（３Ｄ−ＣＡＤ）ソフトに使用することができるが、採寸データの場合は用いる３Ｄモデリングソフト及びに応じた設計テンプレートを予め用意し、係る設計テンプレートに入力して用いる。このような設計テンプレートの作成及び適用は通常の手法と同様に行うことができる。
３．モデル構築工程
スキャニングデータ又は設計テンプレートに入力したデータにより、所望の３Ｄモデリング（３Ｄ−ＣＡＤ）ソフトを用いて３Ｄ−ＣＡＤモデルを構築する。この３Ｄモデリングも通常のソフトを用いて通常の手法に準じて行うことができる。
４．出力工程
そして、採集にモデリングしたデータを、３Ｄプリンタを用いて出力することにより、所望の装具を得ることができる。
この際、用いる３Ｄプリンタとしては通常公知のものを特に制限なく用いることができるが、例えば、Ｏｂｊｅｔ社の商品名「Ｏｂｊｅｔ Ｃｏｎｎｅｘシリーズ」などを用いることができる。
このような製造方法により装具を作成することにより、簡易且つ簡便に製造を行うことができると共に、依頼者の前で採寸から造形まで行い、作成後ただちにフィット感や動作の確認を行うことができる。

＜使用方法＞
図３を参照して、本実施形態の装具の使用方法について説明する。
本実施形態の装具１は、その固定部１０が、指の第２関節（近位指節間関節）をはさんで位置するように指に装着する。そして、必要に応じて負荷部材３０に輪ゴムを掛けることにより付勢力を高めて指の運動拘束を行う。これにより、矢印Ｄ１方向には指を曲げる方向の力を付加するが、矢印Ｄ２方向に指を伸ばそうとすると、図３に示すようなほぼ水平方向に指を伸ばした状態で制御部２１ｂの先端同士がぶつかり抑制力として働き、指がそれ以上伸びるのを防止する。

本発明は上述した実施形態に何ら制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
たとえば、上述の実施形態では指の装具を例示して説明したが、指の他、肘関節、膝関節、手関節、足関節の装具として適用可能である。
また、上述の例では弾性部を有するものを例示して説明したが、硬質部のみで形成して、該硬質部の幅を細くして、硬いながらもある程度可撓性のある形状とすることにより、運動拘束可能にすることもできる。
また、図４に示すように、固定部１０’を硬質部と軟質部とが交互に形成されているのではなく、硬質材により形成された硬質部１１がリングの全周にわたって形成されており、リング状の固定部の内面側が断続的又は連続的に軟質材により形成された軟質部となされた形態とすることができる（この図に示す形態では軟質部はリング状の固定部の切断部側に近くなればなるほど軟質部が多くなるように形成されているが、切断部から離れるといったん軟質部が存在しない部位があり、さらに切断部から離れるに従い軟質部が多く形成されている）。このように形成することでフィット感に優れ、装着時に硬質部が肌に当たらずに違和感を覚えることもない装具とすることができる。

本発明の装具は種々の部位に装着可能な装具として適用でき、関節を所望の運動拘束状態に保持するために用いることができる。このため、各種治療支援器具等として有用である。

Claims (8)

1. 関節部分を動作可能にサポートする装具であって、
   使用時において関節の周囲に位置する身体部分に、関節を挟んで装着される一対の固定部
   上記両固定部を連結するように該固定部と一体に形成された連結部とを具備し、
   上記連結部は、関節の運動拘束可能に形成されている
   装具。
   
2. 上記連結部は、関節に対して所定方向に付勢し、他の方向には抵抗可能に形成されていることを特徴とする請求項１記載の装具。
   
3. 上記連結部は、可撓性のない硬質材と可撓性を有する軟質材とにより一体的に形成されていることを特徴とする請求項２記載の装具。
   
4. 上記固定部が、硬質材と軟質材とにより一体的に形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装具。
   
5. 上記連結部は、上記硬質材により形成された硬質部と、上記軟質材により形成された弾性を有する弾性部とからなり、
   上記硬質部は、上記固定部にそれぞれ連結された一対の連結基部と、該連結基部から延設された一対の制御部とにより構成されており、
   上記弾性部は、一対の上記連結基部間を連結して設けられている
   ことを特徴とする請求項４に記載の装具。
   
6. 上記固定部は、硬質部と軟質部とからなり、両者が交互に設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の装具。
   
7. 硬質材が、金属、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらをブレンドした樹脂であり、
   軟質材が、ウレタン系樹脂、ウレタンアクリル樹脂、アクリル酸オリゴマー、メタクリル酸オリゴマーであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装具。
   
8. 請求項３記載の装具の製造方法であって、
   ３Ｄプリンターを用いて、可撓性のない硬質材と可撓性を有する軟質材と一体成型して製造することを特徴とする
   製造方法。
   

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