JP2021036960A - 人工乳首および哺乳器 - Google Patents

Abstract

【課題】人工乳首の力学的特性を授乳婦の乳首の力学的特性に近づけることができ、乳頭混乱の発生を抑えることができる人工乳首および哺乳器を提供すること。【解決手段】人工乳首５は、基部開口を有しボトルに装着される基部と、飲料排出口を有する先端部と、基部と先端部との間に設けられた乳首部５２と、を備える。基部開口の中心部と飲料排出口とを通る軸に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わると、乳首部５２の一部の内面５５１、５５２（５５３、５５４）同士が接触するとともに、一部の内面５５１、５５２（５５３、５５４）同士が接触した後に乳首部５２の内部に残留空間５４２が残る。残留空間５４２が残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２が残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。【選択図】図４

Description

本発明は、哺乳器に適用される人工乳首およびその人工乳首を備える哺乳器に関する。

特許文献１には、哺乳器に適用される人工乳首が開示されている。特許文献１に記載されたような人工乳首は、例えばミルクや予め搾取された母乳を収容する哺乳器のボトルに装着され、乳幼児等が哺乳器のボトルに収容されたミルクや母乳等の飲料を飲むために用いられる。

本発明者の得た知見によれば、授乳期の乳幼児が人工乳首に慣れると、授乳婦から直接的に授乳することを拒否する乳頭混乱の問題が生ずることがある。乳頭混乱とは、例えば、哺乳器の人工乳首を利用して授乳していた乳幼児が授乳婦の乳房から適切に母乳を吸うことが困難になることとされている。また、乳頭混乱の概念が拡大され、母乳育児に慣れた乳幼児が哺乳器の人工乳首からの授乳を拒否することが乳頭混乱に含まれることもある。

一方で、母乳育児を行っている授乳婦の負担を軽減する手段のひとつとして、哺乳器の人工乳首は、広く利用されている。そのため、哺乳器や人工乳首を利用することができないと、育児において混乱が生じたり、授乳婦が不便を感じたりするおそれがある。

本発明者の得た知見によれば、乳頭混乱の原因の例として、人工乳首のサイズ、色、匂い、および弾力や反力などの力学的特性が授乳婦の乳首のそれらとは異なる点が挙げられる。本発明者は、これらの原因の中で力学的特性に着目し、人工乳首と授乳婦の乳首との間において力学的特性の違いが大きいと、人工乳首および授乳婦の乳首のいずれか一方に慣れた乳幼児が、人工乳首および授乳婦の乳首のいずれか他方を拒否するおそれがあると考えた。

特開２０１１−９２５５２号公報

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、人工乳首の力学的特性を授乳婦の乳首の力学的特性に近づけることができ、乳頭混乱の発生を抑えることができる人工乳首および哺乳器を提供することを目的とする。

前記課題は、哺乳器のボトルに装着されて用いられ軟質樹脂等の弾性材料により形成された人工乳首であって、前記ボトルに収容された飲料が通過可能な基部開口を有し前記ボトルに装着される基部と、前記基部とは反対の側に設けられ前記ボトルに収容された前記飲料を排出するための飲料排出口を有する先端部と、前記基部と前記先端部との間に設けられた乳首部と、を備え、前記基部開口の中心部と前記飲料排出口とを通る軸に対して垂直な方向において互いに対向する外力が前記乳首部の両側から前記乳首部に加わると、前記乳首部の一部の内面同士が接触するとともに、前記一部の内面同士が接触した後に前記乳首部の内部に残留空間が残り、前記残留空間が残った後に前記乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、前記残留空間が残る前に前記乳首部に生ずる前記挟み込み率に対する前記反力の勾配よりも大きいことを特徴とする本発明に係る人工乳首により解決される。

本発明に係る人工乳首によれば、基部の基部開口の中心部と、飲料排出口と、を通る軸に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部の両側から乳首部に加わると、乳首部の弾性変形が生ずるとともに、乳首部に反力が生ずる。そして、乳首部の一部の内面同士が接触する。また、乳首部の一部の内面同士が接触した後には、残留空間が乳首部の内部に残る。外力が乳首部の両側から本体部にさらに加わると、乳首部の弾性変形がさらに生ずるとともに、乳首部に反力が生ずる。そして、残留空間が潰れる。この際、乳首部の一部の内面同士が接触した部分において、摩擦が生ずる。そのため、残留空間が残った後に乳首部に生ずる反力は、残留空間が残る前に乳首部に生ずる反力よりも大きい。また、残留空間が残った後に乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間が残る前に乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。

そのため、外力が乳首部の両側から乳首部に加わるときの人工乳首の反力は、非線形的に変化し、乳首部の一部の内面同士が接触し残留空間が潰れる際に急に立ち上がる。本発明の得た知見によれば、授乳婦の乳首についても、外力が乳首の両側から乳首に加わるときの乳首の反力は、非線形的に変化し、挟み込みの割合（挟み込み率）が所定以上になると急に立ち上がる。これにより、人工乳首の力学的特性を授乳婦の乳首の力学的特性に近づけることができる。そのため、授乳期の乳幼児における乳頭混乱の発生を抑えることができる。

本発明に係る人工乳首において、好ましくは、前記軸に対して垂直な前記乳首部の断面において、前記外力が前記乳首部に加わる前の前記乳首部の内部空間は、複数の角を有し、前記外力が加わる前に前記複数の角のうちの一対の角が前記外力の方向に対して垂直な方向の軸に沿って配置された場合、前記残留空間が残った後に前記一対の角とは異なる他の一対の角が前記外力の方向に対して垂直な方向の軸に関して対称に配置されることを特徴とする。

本発明に係る人工乳首によれば、基部の基部開口の中心部と、飲料排出口と、を通る軸に対して垂直な乳首部の断面において、外力が乳首部に加わる前の乳首部の内部空間は、複数の角を有する。外力が加わる前に複数の角のうちの一対の角が外力の方向に対して垂直な方向の軸に沿って配置された場合において、外力が乳首部の両側から乳首部に加わり、残留空間が残ると、一対の角とは異なる他の一対の角が外力の方向に対して垂直な方向の軸に関して対称に配置される。この場合には、残留空間が残ったときに他の一対の角が外力の方向に対して垂直な方向の軸に関して対称に配置されない場合と比較して、残留空間は、潰れにくい。そのため、残留空間が残った後に乳首部に生ずる反力は、残留空間が残る前に乳首部に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間が残った後に乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間が残る前に乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりもより確実に大きくなる。これにより、人工乳首の力学的特性を授乳婦の乳首の力学的特性により確実に近づけることができる。

本発明に係る人工乳首において、好ましくは、前記断面において、前記外力が前記乳首部に加わる前の前記乳首部の内部空間は、前記角が前記乳首部の外側に向かって突出した山部と、隣り合う前記角同士の間において前記乳首部の中実部分が前記乳首部の内側に向かって突出した谷部と、を有する星形を呈することを特徴とする。

本発明に係る人工乳首によれば、外力が加わる前に乳首部の内部に形成されていた内部空間は、山部と谷部とを有する星形を呈する。これにより、残留空間が潰れた際に、乳首部の一部の内面同士がより確実に接触し、乳首部の一部の内面同士が接触した部分において、摩擦がより確実に生ずる。そのため、残留空間が残った後に乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間が残る前に乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりもより確実に大きくなる。これにより、人工乳首の力学的特性を授乳婦の乳首の力学的特性により確実に近づけることができる。

本発明に係る人工乳首において、好ましくは、前記断面において、前記外力が前記乳首部に加わる前の前記乳首部の内部空間は、四角、六角および八角のいずれかの前記星形を呈することを特徴とする。

本発明に係る人工乳首によれば、乳首部の内部空間を比較的容易に形成することができるとともに、外力の方向に対して垂直な方向の軸に関して内部空間の形状を対称形状に形成することができる。これにより、授乳期の乳幼児が人工乳首を咥える方向に応じて乳首部に生ずる反力が変化する度合を抑えることができる。そのため、人工乳首の力学的特性を授乳婦の乳首の力学的特性により確実に近づけることができる。そのため、授乳期の乳幼児における乳頭混乱の発生をより一層抑えることができる。

前記課題は、飲料を収容するボトルと、前記ボトルに装着されて用いられ軟質樹脂等の弾性材料により形成された人工乳首と、を備えた哺乳器であって、前記人工乳首は、前記ボトルに収容された前記飲料が通過可能な基部開口を有し前記ボトルに装着される基部と、前記基部とは反対の側に設けられ前記ボトルに収容された前記飲料を排出するための飲料排出口を有する先端部と、前記基部と前記先端部との間に設けられた乳首部と、を有し、前記基部開口の中心部と前記飲料排出口とを通る軸に対して垂直な方向において互いに対向する外力が前記乳首部の両側から前記乳首部に加わると、前記乳首部の一部の内面同士が接触するとともに、前記一部の内面同士が接触した後に前記乳首部の内部に残留空間が残り、前記残留空間が残った後に前記乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、前記残留空間が残る前に前記乳首部に生ずる前記挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きいことを特徴とする本発明に係る哺乳器により解決される。

本発明に係る哺乳器によれば、哺乳器の人工乳首は、飲料を収容するボトルに装着されて用いられ、軟質樹脂等の弾性材料により形成されている。また、哺乳器の人工乳首は、ボトルに装着される基部と、ボトルに収容された飲料を排出するための飲料排出口を有する先端部と、基部と先端部との間に設けられた乳首部と、を有する。基部の基部開口の中心部と、飲料排出口と、を通る軸に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部の両側から乳首部に加わると、乳首部の弾性変形が生ずるとともに、乳首部に反力が生ずる。そして、乳首部の一部の内面同士が接触する。また、乳首部の一部の内面同士が接触した後には、残留空間が乳首部の内部に残る。外力が乳首部の両側から本体部にさらに加わると、乳首部の弾性変形がさらに生ずるとともに、乳首部に反力が生ずる。そして、残留空間が潰れる。この際、乳首部の一部の内面同士が接触した部分において、摩擦が生ずる。そのため、残留空間が残った後に乳首部に生ずる反力は、残留空間が残る前に乳首部に生ずる反力よりも大きい。また、残留空間が残った後に乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間が残る前に乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。

そのため、外力が乳首部の両側から乳首部に加わるときの人工乳首の反力は、非線形的に変化し、乳首部の一部の内面同士が接触し残留空間が潰れる際に急に立ち上がる。本発明の得た知見によれば、授乳婦の乳首についても、外力が乳首の両側から乳首に加わるときの乳首の反力は、非線形的に変化し、挟み込みの割合（挟み込み率）が所定以上になると急に立ち上がる。これにより、人工乳首の力学的特性を授乳婦の乳首の力学的特性に近づけることができる。そのため、授乳期の乳幼児における乳頭混乱の発生を抑えることができる。

本発明によれば、人工乳首の力学的特性を授乳婦の乳首の力学的特性に近づけることができ、乳頭混乱の発生を抑えることができる人工乳首および哺乳器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る哺乳器を表す平面図である。 本発明の実施形態に係る人工乳首を表す模式図である。 本実施形態のキャップを表す模式図である。 本実施形態に係る人工乳首の内部の空間を表す断面図である。 第１変形例に係る人工乳首の内部の空間を表す断面図である。 第２変形例に係る人工乳首の内部の空間を表す断面図である。 第３変形例に係る人工乳首の内部の空間を表す断面図である。 本実施形態に係る人工乳首の内部の空間を表す断面図である。 硬さ測定装置を表す模式図である。 授乳婦の乳首を挟み込む条件を説明する模式図である。 授乳婦の乳首および比較例の人工乳首の反力と挟み込み率との関係を表すグラフである。 比較例の人工乳首の内部の空間を表す断面図である。 硬さ測定装置を模した解析モデルを表す斜視図である。 本実施形態、第１変形例および第２変形例に係る人工乳首の反力と挟み込み率との関係を表すグラフである。 第３変形例に係る人工乳首および授乳婦の乳首の反力と挟み込み率との関係を表すグラフである。 挟み込み方向を変更した後の乳首モデルの配置を説明する模式図である。 挟み込み方向を変更する前と変更した後との本実施形態に係る人工乳首の反力と挟み込み率との関係を表すグラフである。 挟み込み方向を変更する前と変更した後との第１変形例に係る人工乳首の反力と挟み込み率との関係を表すグラフである。 挟み込み方向を変更する前と変更した後との第２変形例に係る人工乳首の反力と挟み込み率との関係を表すグラフである。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１〜図３（ｂ）を参照して、本発明の実施形態に係る哺乳器を説明する。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）に表した切断面Ａ１−Ａ１における部分断面図である。図１に表したように、本実施形態に係る哺乳器２は、ボトル３と、キャップ４と、人工乳首５と、を備える。ボトル３は、例えばミルクや予め搾取された母乳などの飲料を収容する容器である。ボトル３は、上端外周に形成された図示しない雄ねじ部を有する。一方で、図３（ｂ）に表したように、キャップ４は、内周に形成された雌ねじ部４３を有する。キャップ４の雌ねじ部４３がボトル３の雄ねじ部に嵌まることにより、キャップ４は、ボトル３に装着される。

人工乳首５は、軟質合成樹脂等の弾性材料により一体に成形され、全体として略円錐状を呈する中空体の成形品である。人工乳首の材料としては、例えば、硬度１０〜４０（ＪＩＳ−Ｋ６２５３（ＩＳＯ７６１９）におけるＡ型デュロメータによる）のシリコーンゴム、イソプレンゴム、熱可塑性エラストマー、あるいは天然ゴムなどが挙げられる。図２（ａ）および図２（ｂ）に表したように、本実施形態に係る人工乳首５は、基部５１と、乳首部５２と、先端部５３と、を有する。

基部５１は、ボトル３に装着される部分であり、ボトル３に収容された飲料が通過可能な基部開口５１１を有する。また、基部５１は、膨出部５１３と、フランジ部５１４と、を有する。膨出部５１３は、人工乳首５の基端部５４の近傍において全周にわたって径外方向に膨出している。フランジ部５１４は、膨出部５１３からみて基端部５４の側に膨出部５１３から離れて設けられ、例えば全周にわたって径外方向に膨出している。言い換えれば、フランジ部５１４は、膨出部５１３からみて基端部５４の側に膨出部５１３から離れた位置において、例えば全周にわたってリング状に形成されている。

乳首部５２は、基部５１と先端部５３との間に設けられている。乳首部５２の詳細については、後述する。先端部５３は、飲料排出口５３１を有する。飲料排出口５３１は、ボトル３に収容された飲料を排出するための開口として機能する。つまり、ボトル３に収容された飲料は、基部開口５１１を通過し、飲料排出口５３１をさらに通過することにより、ボトル３および人工乳首５の外側に向かって排出される。飲料排出口５３１のカット形状は、特に限定されるわけではない。飲料排出口５３１のカット形状としては、例えば、丸穴、Ｙ字状、十字状、および一方向のスリット状などが挙げられる。

図３（ａ）および図３（ｂ）に表したように、キャップ４は、硬質合成樹脂の材料により成形され、全体として扁平な円筒体の成形品である。扁平な円筒体の内側面には、雌ねじ部４３が形成されている。例えば、扁平な円筒体の一方の開口４１の内径は、他方の開口４２の内径よりも小さい。キャップ４の一方の端部には、一方の開口４１の内側に向かって突出したフランジ部４４が形成されている。フランジ部４４は、一方の開口４１に隣接して設けられ、下向き段部を構成する。

人工乳首５は、軟質合成樹脂等の弾性材料により成形されているため、キャップ４の開口４１に挿入されると変形する。そして、キャップ４のフランジ部４４が人工乳首５の膨出部５１３とフランジ部５１４との間の隙間に嵌まることにより、人工乳首５がキャップ４に装着される。また、前述したように、キャップ４の雌ねじ部４３がボトル３の雄ねじ部に嵌まることにより、キャップ４は、ボトル３に装着される。そのため、人工乳首５は、キャップ４を介してボトル３に装着される。具体的には、人工乳首５の基部５１が、キャップ４を介してボトル３に装着される。

次に、図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照して、人工乳首５の乳首部５２の内部に形成された空間を説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、図２（ｂ）に表した切断面Ａ２−Ａ２における断面図である。切断面Ａ２−Ａ２は、人工乳首５の先端部５３から基端部５４に向かって約５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度の範囲の位置である。すなわち、図２（ｂ）に表した断面図において、人工乳首５の先端部５３と、切断面Ａ２−Ａ２と、の間の距離Ｌ１は、約５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度である。切断面Ａ２−Ａ２における人工乳首５の外径すなわち乳首部５２の外径は、例えば約１２ｍｍ以上、１４ｍｍ以下程度である。

図４（ａ）および図４（ｂ）に表したように、本実施形態に係る人工乳首５は、乳首部５２の内部に形成された内部空間５４１を有する。内部空間５４１は、外力が乳首部５２に加わる前に、あるいは外力が乳首部５２に加わっていない状態において、乳首部５２の内部に形成されている空間である。図４（ａ）〜図４（ｃ）に表した人工乳首５では、内部空間５４１は、４つの角５６１、５６２、５６３、５６４を有する。４つの角５６１、５６２、５６３、５６４のそれぞれは、乳首部５２の２つの内面が互いに交わった部分である。例えば、角５６１は、第１内面５５１と第２内面５５２とが互いに交わった部分である。例えば、角５６３は、第３内面５５３と第４内面５５４とが互いに交わった部分である。対向する角同士の距離は、例えば約１０ｍｍ以上、１２ｍｍ以下程度である。つまり、角５６１と角５６３との間の距離および角５６２と角５６４との間の距離のそれぞれは、例えば約１０ｍｍ以上、１２ｍｍ以下程度である。

また、内部空間５４１は、４つの山部５７１、５７２、５７３、５７４と、４つの谷部５８１、５８２、５８３、５８４と、を有する四角の星形を呈する。山部５７１、５７２、５７３、５７４は、角５６１、５６２、５６３、５６４が乳首部５２の外側に向かって突出した部分である。谷部５８１、５８２、５８３、５８４は、隣り合う角５６１、５６２、５６３、５６４同士の間において乳首部５２の中実部分が乳首部５２の内側に向かって突出した部分である。例えば、谷部５８１は、角５６１と角５６４との間において乳首部５２の中実部分が乳首部５２の内側に向かって突出した部分である。例えば、谷部５８２は、角５６１と角５６２との間において乳首部５２の中実部分が乳首部５２の内側に向かって突出した部分である。対向する谷部同士の距離は、例えば約５ｍｍ以上、７ｍｍ以下程度である。つまり、谷部５８１と谷部５８３との間の距離および谷部５８２と谷部５８４との間の距離のそれぞれは、例えば約５ｍｍ以上、７ｍｍ以下程度である。

図４（ｂ）に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２のように、基部開口５１１の中心部５１２（図２（ｂ）参照）と、飲料排出口５３１と、を通る軸Ａ２１（図２（ｂ）参照）に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わると、乳首部５２の弾性変形が生ずるとともに、乳首部５２に反力（弾力）が生ずる。そして、図４（ｃ）に表したように、内部空間５４１が潰れて、乳首部５２の一部の内面同士が接触する。本実施形態では、第１内面５５１と第２内面５５２とが互いに接触する。また、第３内面５５３と第４内面５５４とが互いに接触する。

図４（ｃ）に表したように、乳首部５２の一部の内面同士が接触した後では、残留空間５４２が乳首部５２の内部に残る。残留空間５４２は、乳首部５２に加わった外力により内部空間５４１が潰れて乳首部５２の一部の内面同士が接触した後に、乳首部５２の内部に残った空間である。

軸Ａ２１に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２にさらに加わると、乳首部５２の弾性変形がさらに生ずるとともに、乳首部５２に反力が生ずる。そして、残留空間５４２が潰れる。この際、乳首部５２の一部の内面同士が接触した部分において、摩擦が生ずる。本実施形態では、残留空間５４２が潰れる際に、第１内面５５１と第２内面５５２とが互いに擦れ合い、摩擦が生ずる。また、残留空間５４２が潰れる際に、第３内面５５３と第４内面５５４とが互いに擦れ合い、摩擦が生ずる。そのため、残留空間５４２が残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２が残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２が残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２が残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。

本願明細書において、「挟み込み率に対する反力の勾配」とは、両側から与えられた外力により乳首が挟まれたときの挟み込みの割合（挟み込み率）に対する乳首の反力の勾配、傾き、あるいは変化率をいうものとする。ここでいう「乳首」には、本発明に係る人工乳首と、授乳婦の乳首と、の両方が含まれる。乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配の詳細については、後述する。

本実施形態に係る人工乳首５において、図４（ｂ）に表したように、外力が乳首部５２に加わる前に、４つの角５６１、５６２、５６３、５６４のうちの一対の角５６１、５６３が外力の方向（矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向）に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置された場合を考える。この場合において、図４（ｂ）に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向の外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わり、残留空間５４２が残ると、図４（ｃ）に表したように、一対の角５６１、５６３とは異なる他の一対の角５６２、５６４が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に関して対称に配置される。

これによれば、残留空間５４２が残ったときに他の一対の角５６２、５６４が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に関して対称に配置されない場合と比較して、残留空間５４２は、潰れにくい。そのため、残留空間５４２が残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２が残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２が残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２が残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりもより確実に大きくなる。

次に、本発明の変形例に係る人工乳首を、図５（ａ）〜図７（ｃ）を参照して説明する。図５（ａ）〜図７（ｃ）は、図２（ｂ）に表した切断面Ａ２−Ａ２における断面図に相当する。なお、変形例に係る人工乳首５Ａ、５Ｂ、５Ｃの構成要素が、図１〜図３（ｃ）に関して前述した本実施形態に係る人工乳首５の構成要素と同様である場合には、重複する説明は適宜省略し、以下、相違点を中心に説明する。

図５（ａ）および図５（ｂ）に表したように、第１具体例に係る人工乳首５Ａは、乳首部５２の内部に形成された内部空間５４１Ａを有する。内部空間５４１Ａは、６つの角５６１、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６を有する。対向する角同士の距離は、例えば約１０ｍｍ以上、１２ｍｍ以下程度である。つまり、角５６１と角５６４との間の距離、角５６２と角５６５との間の距離、および角５６３と角５６６との間の距離のそれぞれは、例えば約１０ｍｍ以上、１２ｍｍ以下程度である。

また、内部空間５４１Ａは、６つの山部５７１、５７２、５７３、５７４、５７５、５７６と、６つの谷部５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６と、を有する六角の星形を呈する。対向する谷部同士の距離は、例えば約５ｍｍ以上、７ｍｍ以下程度である。つまり、谷部５８１と谷部５８４との間の距離、谷部５８２と谷部５８５との間の距離、および谷部５８１と谷部５８６との間の距離のそれぞれは、例えば約５ｍｍ以上、７ｍｍ以下程度である。

図５（ｂ）に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２のように、軸Ａ２１（図２（ｂ）参照）に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わると、乳首部５２の弾性変形が生ずるとともに、乳首部５２に反力が生ずる。そして、図５（ｃ）に表したように、内部空間５４１Ａが潰れて、乳首部５２の一部の内面同士が接触する。本変形例では、第１内面５５１と第２内面５５２とが互いに接触する。また、第３内面５５３と第４内面５５４とが互いに接触する。

図５（ｃ）に表したように、乳首部５２の一部の内面同士が接触した後では、残留空間５４２Ａが乳首部５２の内部に残る。残留空間５４２Ａは、乳首部５２に加わった外力により内部空間５４１Ａが潰れて乳首部５２の一部の内面同士が接触した後に、乳首部５２の内部に残った空間である。

軸Ａ２１に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２にさらに加わると、乳首部５２の弾性変形がさらに生ずるとともに、乳首部５２に反力が生ずる。そして、残留空間５４２Ａが潰れる。この際、乳首部５２の一部の内面同士が接触した部分において、摩擦が生ずる。本変形例では、残留空間５４２Ａが潰れる際に、第１内面５５１と第２内面５５２とが互いに擦れ合い、摩擦が生ずる。また、残留空間５４２Ａが潰れる際に、第３内面５５３と第４内面５５４とが互いに擦れ合い、摩擦が生ずる。そのため、残留空間５４２Ａが残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２Ａが残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２Ａが残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２Ａが残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。

本変形例に係る人工乳首５Ａにおいて、図５（ｂ）に表したように、外力が乳首部５２に加わる前に、６つの角５６１、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６のうちの一対の角５６１、５６４が外力の方向（矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向）に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置された場合を考える。この場合において、図５（ｂ）に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向の外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わり、残留空間５４２Ａが残ると、図５（ｃ）に表したように、一対の角５６１、５６４とは異なる他の一対の角５６２、５６６および他の一対の角５６３、５６５が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に関して対称に配置される。

これによれば、残留空間５４２Ａが残ったときに他の一対の角５６２、５６６および他の一対の角５６３、５６５が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に関して対称に配置されない場合と比較して、残留空間５４２Ａは、潰れにくい。そのため、残留空間５４２Ａが残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２Ａが残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２Ａが残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２Ａが残るに乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりもより確実に大きくなる。

図６（ａ）および図６（ｂ）に表したように、第２具体例に係る人工乳首５Ｂは、乳首部５２の内部に形成された内部空間５４１Ｂを有する。内部空間５４１Ｂは、８つの角５６１、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６、５６７、５６８を有する。対向する角同士の距離は、例えば約１０ｍｍ以上、１２ｍｍ以下程度である。つまり、角５６１と角５６５との間の距離、角５６２と角５６６との間の距離、角５６３と角５６７との間の距離、および角５６４と角５６８との間の距離のそれぞれは、例えば約１０ｍｍ以上、１２ｍｍ以下程度である。

また、内部空間５４１Ｂは、８つの山部５７１、５７２、５７３、５７４、５７５、５７６、５７７、５７８と、８つの谷部５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８と、を有する八角の星形を呈する。対向する谷部同士の距離は、例えば約５ｍｍ以上、７ｍｍ以下程度である。つまり、谷部５８１と谷部５８５との間の距離、谷部５８２と谷部５８６との間の距離、谷部５８３と谷部５８７との間の距離、および谷部５８４と谷部５８８との間の距離のそれぞれは、例えば約５ｍｍ以上、７ｍｍ以下程度である。

図６（ｂ）に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２のように、軸Ａ２１（図２（ｂ）参照）に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わると、乳首部５２の弾性変形が生ずるとともに、乳首部５２に反力が生ずる。そして、図６（ｃ）に表したように、内部空間５４１Ｂが潰れて、乳首部５２の一部の内面同士が接触する。本変形例では、第１内面５５１と第２内面５５２とが互いに接触する。また、第３内面５５３と第４内面５５４とが互いに接触する。

図６（ｃ）に表したように、乳首部５２の一部の内面同士が接触した後では、残留空間５４２Ｂが乳首部５２の内部に残る。残留空間５４２Ｂは、乳首部５２に加わった外力により内部空間５４１Ｂが潰れて乳首部５２の一部の内面同士が接触した後に、乳首部５２の内部に残った空間である。

軸Ａ２１に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２にさらに加わると、乳首部５２の弾性変形がさらに生ずるとともに、乳首部５２に反力が生ずる。そして、残留空間５４２Ｂが潰れる。この際、乳首部５２の一部の内面同士が接触した部分において、摩擦が生ずる。本変形例では、残留空間５４２Ｂが潰れる際に、第１内面５５１と第２内面５５２とが互いに擦れ合い、摩擦が生ずる。また、残留空間５４２Ｂが潰れる際に、第３内面５５３と第４内面５５４とが互いに擦れ合い、摩擦が生ずる。そのため、残留空間５４２Ｂが残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２Ｂが残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２Ｂが残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２Ｂが残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。

本変形例に係る人工乳首５Ｂにおいて、図６（ｂ）に表したように、外力が乳首部５２に加わる前に、８つの角５６１、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６、５６７、５６８のうちの一対の角５６１、５６５が外力の方向（矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向）に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置された場合を考える。この場合において、図６（ｂ）に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向の外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わり、残留空間５４２Ｂが残ると、図６（ｃ）に表したように、一対の角５６１、５６５とは異なる他の一対の角５６２、５６８、他の一対の角５６３、５６７および他の一対の角５６４、５６６が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に関して対称に配置される。

これによれば、残留空間５４２Ｂが残ったときに他の一対の角５６２、５６８、他の一対の角５６３、５６７および他の一対の角５６４、５６６が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に関して対称に配置されない場合と比較して、残留空間５４２Ｂは、潰れにくい。そのため、残留空間５４２Ｂが残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２Ｂが残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２Ｂが残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２Ｂが残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりもより確実に大きくなる。

図７（ａ）および図７（ｂ）に表したように、第３具体例に係る人工乳首５Ｃは、乳首部５２の内部に形成された内部空間５４１Ｃを有する。内部空間５４１Ｃは、８つの角５６１、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６、５６７、５６８を有する。対向する角同士の距離は、例えば約１０ｍｍ以上、１２ｍｍ以下程度である。つまり、角５６１と角５６５との間の距離、角５６２と角５６６との間の距離、角５６３と角５６７との間の距離、および角５６４と角５６８との間の距離のそれぞれは、例えば約１０ｍｍ以上、１２ｍｍ以下程度である。

また、内部空間５４１Ｃは、８つの山部５７１、５７２、５７３、５７４、５７５、５７６、５７７、５７８と、８つの谷部５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８と、を有する八角の星形を呈するとともに、八角の星形の中央部に円５９１を有する。本変形例のように、本願明細書において「谷部」は、必ずしも尖っていなくともよく、乳首部５２の内側に向かって突出していればよい。また、本変形例の内部空間５４１Ｃが呈する形状は、本発明の「八角の星形」に含まれる。八角の星形の中央部に形成された円５９１の直径は、例えば約６ｍｍ以上、８ｍｍ以下程度である。

図７（ｂ）に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２のように、軸Ａ２１（図２（ｂ）参照）に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わると、乳首部５２の弾性変形が生ずるとともに、乳首部５２に反力が生ずる。そして、図７（ｃ）に表したように、内部空間５４１Ｃが潰れて、乳首部５２の一部の内面同士が接触する。本変形例では、第１内面５５１と第２内面５５２とが互いに接触する。また、第３内面５５３と第４内面５５４とが互いに接触する。

図７（ｃ）に表したように、乳首部５２の一部の内面同士が接触した後では、残留空間５４２Ｃが乳首部５２の内部に残る。残留空間５４２Ｃは、乳首部５２に加わった外力により内部空間５４１Ｃが潰れて乳首部５２の一部の内面同士が接触した後に、乳首部５２の内部に残った空間である。

軸Ａ２１に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２にさらに加わると、乳首部５２の弾性変形がさらに生ずるとともに、乳首部５２に反力が生ずる。そして、残留空間５４２Ｃが潰れる。この際、乳首部５２の一部の内面同士が接触した部分において、摩擦が生ずる。本変形例では、残留空間５４２Ｃが潰れる際に、第１内面５５１と第２内面５５２とが互いに擦れ合い、摩擦が生ずる。また、残留空間５４２Ｃが潰れる際に、第３内面５５３と第４内面５５４とが互いに擦れ合い、摩擦が生ずる。そのため、残留空間５４２Ｃが残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２Ｃが残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２Ｃが残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２Ｃが残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。

本変形例に係る人工乳首５Ｃにおいて、図７（ｂ）に表したように、外力が乳首部５２に加わる前に、８つの角５６１、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６、５６７、５６８のうちの一対の角５６１、５６５が外力の方向（矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向）に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置された場合を考える。この場合において、図７（ｂ）に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向の外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わり、残留空間５４２Ｃが残ると、図７（ｃ）に表したように、一対の角５６１、５６５とは異なる他の一対の角５６２、５６８、他の一対の角５６３、５６７および他の一対の角５６４、５６６が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に関して対称に配置される。

これによれば、残留空間５４２Ｃが残ったときに他の一対の角５６２、５６８、他の一対の角５６３、５６７および他の一対の角５６４、５６６が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に関して対称に配置されない場合と比較して、残留空間５４２Ｂは、潰れにくい。そのため、残留空間５４２Ｃが残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２Ｃが残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２Ｃが残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２Ｃが残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりもより確実に大きくなる。また、円５９１が八角の星形の中央部に形成されているため、残留空間５４２Ｃが残る前に、対向する谷部同士が接触することを抑えることができる。これにより、第１内面５５１と第２内面５５２との互いの接触および第３内面５５３と第４内面５５４との互いの接触をより確実に生じさせることができる。

次に、図８（ａ）〜図８（ｃ）を参照して、人工乳首５の乳首部５２の内部に形成された空間をさらに説明する。図８（ａ）〜図８（ｃ）に関する説明では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に関して前述した人工乳首５を例に挙げる。但し、図８（ａ）〜図８（ｃ）に関する説明は、図５（ａ）〜図７（ｃ）に関して前述した人工乳首５Ａ、５Ｂ、５Ｃについても適用可能である。図８（ａ）〜図８（ｃ）は、図２（ａ）に表した切断面Ａ１−Ａ１における断面図である。

図４（ａ）〜図４（ｃ）に関して前述した通り、人工乳首５は、乳首部５２の内部に形成された内部空間５４１を有する。図４（ａ）〜図４（ｃ）に表した例では、内部空間５４１は、四角の星形を呈する。例えば図８（ａ）に表したように、内部空間５４１の星形の部分は、乳首部５２の上部５２１において略同じ幅を有し、乳首部５２の中間部５２２から乳首部５２の下部５２３に向かうと乳首部５２の外形と同様に径外方向に広がる。具体的には、内部空間５４１のうち対向する角（例えば角５６１および角５６３）同士の距離、および内部空間５４１のうち対向する谷部（例えば谷部５８１および谷部５８３）同士の距離は、乳首部５２の上部５２１において略同じであり、乳首部５２の中間部５２２から乳首部５２の下部５２３に向かうと長くなる。なお、乳首部５２の上部５２１は、先端部５３の近傍における乳首部５２の部分である。乳首部５２の中間部５２２は、先端部５３と基部５１との間における乳首部５２の部分である。乳首部５２の下部５２３は、基部５１の近傍における乳首部５２の部分である。

あるいは、例えば図８（ｂ）に表したように、内部空間５４１の星形の部分は、乳首部５２の中間部５２２において略同じ幅を有し、乳首部５２の上部５２１および下部５２３のそれぞれにおいて上部５２１から下部５２３に向かうと乳首部５２の外形と同様に径外方向に広がってもよい。具体的には、内部空間５４１のうち対向する角（例えば角５６１および角５６３）同士の距離、および内部空間５４１のうち対向する谷部（例えば谷部５８１および谷部５８３）同士の距離は、乳首部５２の中間部５２２において略同じであり、乳首部５２の上部５２１および下部５２３のそれぞれにおいて上部５２１から下部５２３に向かうと長くなってもよい。

あるいは、例えば図８（ｃ）に表したように、内部空間５４１の星形の部分は、乳首部５２の上部５２１、中間部５２２および下部５２３において略同じ幅を有していてもよい。具体的には、内部空間５４１のうち対向する角（例えば角５６１および角５６３）同士の距離、および内部空間５４１のうち対向する谷部（例えば谷部５８１および谷部５８３）同士の距離は、乳首部５２の上部５２１、中間部５２２および下部５２３において略同じであってもよい。

次に、本発明者が実施した検討の例を説明しつつ、本実施形態に係る人工乳首の乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配を、図面を参照して説明する。本発明者は、乳頭混乱の原因のひとつとして乳首の力学的特性に着目し、人工乳首と授乳婦の乳首との間において力学的特性の違いが大きいと、人工乳首および授乳婦の乳首のいずれか一方に慣れた乳幼児が、人工乳首および授乳婦の乳首のいずれか他方を拒否するおそれがあると考えた。そこで、本発明者は、人工乳首および授乳婦の乳首の力学的特性の比較検討を行った。

まず、本発明者は、授乳婦の乳首を挟み授乳婦の乳首の反力（弾力）を測定する硬さ測定装置を製作した。図９に表したように、硬さ測定装置６は、第１挟み込み部６１と、第２挟み込み部６２と、を備える。第１挟み込み部６１は、第１リニアモータ６１１と、第１ロッド６１２と、第１力覚センサ６１３と、第１挟み込みプレート６１４と、を有する。第２挟み込み部６２は、第２リニアモータ６２１と、第２ロッド６２２と、第２力覚センサ６２３と、第２挟み込みプレート６２４と、を有する。

第１リニアモータ６１１が駆動すると、第１リニアモータ６１１に接続された第１ロッド６１２が図９に表した矢印Ａ１３の方向に移動する。第１挟み込みプレート６１４は、第１ロッド６１２に接続され、第１ロッド６１２の動きに連動して図９に表した矢印Ａ１５の方向に移動する。図１０に表したように、授乳婦の乳首６３が授乳婦の乳房から外側に向かって延びた方向における第１挟み込みプレート６１４の長さＬ３は、３ｍｍである。

第２リニアモータ６２１が駆動すると、第２リニアモータ６２１に接続された第２ロッド６２２が図９に表した矢印Ａ１４の方向に移動する。第２挟み込みプレート６２４は、第２ロッド６２２に接続され、第２ロッド６２２の動きに連動して図９に表した矢印Ａ１６の方向に移動する。図１０に表したように、授乳婦の乳首６３が授乳婦の乳房から外側に向かって延びた方向における第２挟み込みプレート６２４のそれぞれの長さＬ３は、３ｍｍである。

硬さ測定装置６は、第１挟み込みプレート６１４が図９に表した矢印Ａ１５の方向に移動し、第２挟み込みプレート６２４が図９に表した矢印Ａ１６の方向に移動することにより、授乳婦の乳首６３を両側から挟み込む。このとき、授乳婦の乳首６３の先端部と、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４のそれぞれと、の間の距離Ｌ２は、約５ｍｍ程度である。授乳婦の乳首６３を挟み込む速度は、約１ｍｍ／秒程度である。そして、第１力覚センサ６１３および第２力覚センサ６２３は、授乳婦の乳首６３が第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４により両側から挟み込まれたときの授乳婦の乳首６３に生ずる反力を測定する。

また、本発明者は、硬さ測定装置６を用いて図１２に表した比較例の人工乳首５Ｄを第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４により両側から挟み込む。図１２は、図２（ｂ）に表した切断面Ａ２−Ａ２における比較例の人工乳首５Ｄの断面図に相当する。人工乳首５Ｄが第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４により両側から挟み込まれる前の状態において、人工乳首５Ｄの内部に形成されている内部空間５４１Ｄは、円形を呈する。第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４により両側から人工乳首５Ｄを挟み込む条件は、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４により両側から授乳婦の乳首６３を挟み込む条件と同様である。

授乳婦の乳首６３が第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４により両側から挟み込まれたときの授乳婦の乳首６３の反力の結果は、図１１に表した実線の通りである。また、人工乳首５Ｄが第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４により両側から挟み込まれたときの人工乳首５Ｄの反力の結果は、図１１に表した破線の通りである。

図１１に表したグラフの横軸は、挟み込みの割合（挟み込み率）を表す。例えば、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４が授乳婦の乳首６３を挟み込む位置における授乳婦の乳首６３の外径が１０ｍｍである場合において、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４が授乳婦の乳首６３を挟み込んだ結果、授乳婦の乳首６３の外径が７ｍｍになったとき挟み込み率は３０％である。また、例えば、授乳婦の乳首６３の外径が５ｍｍになったとき挟み込み率は５０％である。挟み込み率は、比較例の人工乳首５Ｄについても同様である。図１１に表したグラフの縦軸は、授乳婦の乳首６３および比較例の人工乳首５Ｄのそれぞれの反力である。反力は、第１力覚センサ６１３および第２力覚センサ６２３の測定値、あるいは第１力覚センサ６１３および第２力覚センサ６２３の測定値に基づいて算出される値である。

なお、本測定の例では、授乳婦の乳首６３および人工乳首５Ｄのそれぞれの挟み込み率が５０％になるまで、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４が授乳婦の乳首６３および人工乳首５Ｄを挟み込む。また、授乳婦の乳首６３については、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４が授乳婦の乳首６３を挟み込むときの反力だけではなく、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４による授乳婦の乳首６３の挟み込みを止めて授乳婦の乳首６３が元の状態に戻るときの反力も測定する。

図１１に表したグラフによれば、比較例の人工乳首５Ｄの反力は、挟み込み率に対して線形的に変化する。つまり、挟み込み率に対する人工乳首５Ｄの反力の勾配は、略一定である。

これに対して、授乳婦の乳首６３の反力は、挟み込み率に対して非線形に変化する。具体的には、挟み込み率が約４５％程度になると、授乳婦の乳首６３の反力が急激に立ち上がる。言い換えれば、挟み込み率が約４５％以上のときの授乳婦の乳首６３の挟み込み率に対する反力の勾配は、挟み込み率が０％以上、約４５％未満のときの授乳婦の乳首６３の挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。なお、図１１に表したように、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４が授乳婦の乳首６３を挟み込むとき反力と、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４による授乳婦の乳首６３の挟み込みを止めて授乳婦の乳首６３が元の状態に戻るときの反力と、の間には差が生ずる。

本測定の結果によれば、授乳婦の乳首６３と比較例の人工乳首５Ｄとの間において、力学的特性の違いが存在することが分かった。具体的には、授乳婦の乳首６３と比較例の人工乳首５Ｄとの間において、挟み込み率に対する乳首の反力の勾配が異なることが分かった。そこで、本発明者は、図４（ａ）〜図７（ｃ）に関して前述した本実施形態に係る人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃについてシミュレーションによる解析を行い、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃの力学的特性の検討を行った。

図１３に表した解析モデル７は、硬さ測定装置６を模したモデルであり、第１挟み込みプレート６１４を模した第１プレートモデル７１と、第２挟み込みプレート６２４を模した第２プレートモデル７２と、を備える。解析モデル７は、第１プレートモデル７１が図１３に表した矢印Ａ１７の方向に移動し、第２プレートモデル７２が図１３に表した矢印Ａ１８の方向に移動することにより、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを模した乳首モデル７３を両側から挟み込む。乳首モデル７３を両側から挟み込む方向は、図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）に表した矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の通りである。すなわち、乳首モデル７３の内部に形成された内部空間７３１（図１３参照）の複数の角のうちの一対の角が外力の方向（矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向）に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置されるように、乳首モデル７３を配置する。そして、本解析では、乳首モデル７３が第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２により両側から挟み込まれたときの乳首モデル７３の反力と挟み込み率とが算出される。

図１３に表した乳首モデル７３のように、本解析では、乳首部５２の内部に形成された内部空間５４１、５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃの形状が人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃの力学的特性に及ぼす影響を分かりやすくするために、全体として略円錐状の人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを模した乳首モデル７３の形状を全体として円柱に設定した。なお、図１３に表した乳首モデル７３は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に関して前述した人工乳首５を模した乳首モデルである。

乳首モデル７３の外径は、１２ｍｍである。乳首モデル７３の内部空間７３１において対向する角同士の距離は、１０ｍｍである。これは、例えば図４（ａ）〜図４（ｃ）に関して前述した人工乳首５において、角５６１と角５６３との間の距離および角５６２と角５６４との間の距離のそれぞれが１０ｍｍであることに相当する。円柱の乳首モデル７３の軸方向における第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２のそれぞれの長さは、３ｍｍである。円柱の乳首モデル７３の端面７３２と、第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２のそれぞれの側面と、の間の距離は、５ｍｍである。これは、授乳婦の乳首６３の先端部と、第１挟み込みプレート６１４および第２挟み込みプレート６２４のそれぞれと、の間の距離Ｌ２が５ｍｍであることに相当する。

本解析において使用したソフトウェアは、「ANSYS Workbench Mechanical」である。境界条件を含む本解析の条件は、以下の通りである。すなわち、境界条件として、挟み込み率を０％以上、５０％以下に設定した。つまり、乳首モデル７３の外径が１２ｍｍであるため、第１プレートモデル７１を図１３に表した矢印Ａ１７の方向に３ｍｍ移動させ、第２プレートモデル７２を図１３に表した矢印Ａ１８の方向に３ｍｍ移動させることにより、第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２の両方を合わせて６ｍｍ移動させる。これにより、乳首モデル７３は、乳首モデル７３の外径が６ｍｍになるまで第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２により両側から挟み込まれる。また、境界条件として、第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２のそれぞれの側面から５ｍｍ離れた位置に存在する乳首モデル７３の端面７３２とは反対側の乳首モデル７３の端面７３３を固定した。

乳首モデル７３の材料は、硬度３２のシリコーンゴムである。シリコーンゴムの物性値については、単軸圧縮試験の「応力−ひずみ」の結果を使用した。ひずみ密度関数については、２次Ｙｅｏｈ関数に当てはめた。乳首モデル７３と、第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２と、の互いの接触は、ゴム同士の接触に相当するものとした。そこで、乳首モデル７３と、第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２と、の間の摩擦係数を「０．５」に設定した。また、収束性を向上させるために、Newton-Raphsonの設定を非対称に設定した。乳首モデル７３と、第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２と、の互いの接触の挙動については、非対称に設定した。このとき、片方の面が相対的に細かいメッシュである場合には、相対的に細かいメッシュの側をコンタクト面に設定し、相対的に粗いメッシュの側をターゲット面に設定する必要がある。そのため、本解析では、乳首モデル７３をコンタクト面に設定した。

図４（ａ）〜図７（ｃ）に関して前述したように、内部空間５４１、５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃが潰れて、乳首部５２の一部の内面同士が接触する。そこで、乳首モデル７３の一部の内面同士の摩擦係数を「０．５」に設定した。また、乳首モデル７３の一部の内面同士の接触判定を確実に行うため、接触挙動を対称に設定した。

さらに、本解析の条件として、メッシュの形状は、０．６ｍｍの六面体一次要素である。定式化方法は、拡大ラグランジュ法である。検出方法は、コンタクト面から垂直に投影する方法である。

人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを模した乳首モデル７３についてのシミュレーションによる解析の結果は、図１４および図１５に表した通りである。すなわち、人工乳首５、５Ａ、５Ｂを模した乳首モデル７３の挟み込み率と、乳首モデル７３に生ずる反力と、の関係が、図１４に表されている。また、人工乳首５Ｃを模した乳首モデル７３の挟み込み率と、乳首モデル７３に生ずる反力と、の関係が、図１５に表されている。図１４および図１５に表したグラフの横軸は、挟み込み率を表す。図１４および図１５に表したグラフの縦軸は、乳首モデル７３の反力である。なお、図１５に表したグラフでは、授乳婦の乳首６３の挟み込み率と、授乳婦の乳首６３の反力と、の関係が比較の対象として表されている。

図１４および図１５に表したグラフによれば、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを模した乳首モデル７３の反力は、挟み込み率に対して非線形に変化しており、約４０％以上、約４５％以下の範囲において急激に立ち上がっている。言い換えれば、挟み込み率が約４０％以上、約４５％以下の範囲に到達した後の人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを模した乳首モデル７３の挟み込み率に対する反力の勾配は、挟み込み率が約４０％以上、約４５％以下の範囲に到達する前の人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを模した乳首モデル７３の挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。一方で、授乳婦の乳首６３の反力は、挟み込み率に対して非線形に変化し、挟み込み率が約４５％程度になると急激に立ち上がっている。これは、図１１に関して前述した通りである。このように、本解析によれば、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを模した乳首モデル７３の力学的特性は、授乳婦の乳首６３の力学的特性に近似することが分かった。また、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを模した乳首モデル７３の中で相対的に、人工乳首５Ｃを模した乳首モデル７３において、乳首モデル７３の反力の値を授乳婦の乳首６３の反力の値に近づけることができることが分かった。

次に、本実施形態に係る人工乳首５、５Ａ、５Ｂについての他のシミュレーションによる解析を、図１６（ａ）〜図１９を参照して説明する。母親等は、哺乳器２を用いて飲料を乳幼児に与えるときに、哺乳器２を常に同じように把持するとは限らない。そのため、乳幼児は、哺乳器２のボトル３に装着された人工乳首を常に同じ方向から咥えるとは限らない。そこで、本発明者は、人工乳首５、５Ａ、５Ｂを模した乳首モデル７３の挟み込み方向を変更し、図１３に関して前述した解析条件と同様の条件により、人工乳首５、５Ａ、５Ｂについてシミュレーションによる解析を行った。

本発明者は、乳首モデル７３の内部に形成された内部空間７３１（図１３参照）が潰れにくいと考えた挟み込み方向から第１プレートモデル７１および第２プレートモデル７２により乳首モデル７３の両側を挟んだ。すなわち、図１６（ａ）〜図１６（ｃ）に表したように、乳首モデル７３の内部空間７３１の複数の谷部のうちの一対の谷部が外力の方向（矢印Ａ１１および矢印Ａ１２の方向）に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置されるように、乳首モデル７３を配置した。具体的には、図１６（ａ）に表したように、人工乳首５を模した乳首モデル７３では、一対の谷部５８１、５８３が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置されるように、乳首モデル７３を配置した。また、図１６（ｂ）に表したように、人工乳首５Ａを模した乳首モデル７３では、一対の谷部５８１、５８４が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置されるように、乳首モデル７３を配置した。また、図１６（ｃ）に表したように、人工乳首５Ｂを模した乳首モデル７３では、一対の谷部５８１、５８５が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置されるように、乳首モデル７３を配置した。

挟み込み方向を変更した後の人工乳首５、５Ａ、５Ｂを模した乳首モデル７３についてのシミュレーションによる解析の結果は、図１７〜図１９に表した通りである。すなわち、挟み込み方向を変更した後の人工乳首５を模した乳首モデル７３の挟み込み率と、乳首モデル７３に生ずる反力と、の関係が、図１７に表されている。挟み込み方向を変更した後の人工乳首５Ａを模した乳首モデル７３の挟み込み率と、乳首モデル７３に生ずる反力と、の関係が、図１８に表されている。挟み込み方向を変更した後の人工乳首５Ｂを模した乳首モデル７３の挟み込み率と、乳首モデル７３に生ずる反力と、の関係が、図１９に表されている。

図１７〜図１９に表した「変更前」とは、挟み込み方向を変更する前、すなわち乳首モデル７３の内部空間７３１の複数の角のうちの一対の角が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置されるように、乳首モデル７３が配置された状態を示す（図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）参照）。また、図１７〜図１９に表した「変更後」とは、挟み込み方向を変更した後、すなわち乳首モデル７３の内部空間７３１の複数の谷部のうちの一対の谷部が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置されるように、乳首モデル７３が配置された状態を示す（図１６（ａ）〜図１６（ｃ）参照）。

図１７〜図１９に表したグラフによれば、挟み込み方向を変更した後においても、人工乳首５、５Ａ、５Ｂを模した乳首モデル７３の反力は、挟み込み率に対して非線形に変化しており、約４０％以上、約４５％以下の範囲において急激に立ち上がっている。また、人工乳首５、５Ａ、５Ｂを模した乳首モデル７３の中で相対的に、人工乳首５Ｂ（内部空間が八角の星形を呈する乳首）を模した乳首モデル７３において、挟み込み方向を変更した後の乳首モデル７３の力学的特性が挟み込み方向を変更する前の乳首モデル７３の力学的特性に近似することが分かった。

以上説明したように、本実施形態によれば、基部５１の基部開口５１１の中心部５１２と、飲料排出口５３１と、を通る軸Ａ２１に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わると、乳首部５２の弾性変形が生ずるとともに、乳首部５２に反力（弾力）が生ずる。そして、乳首部５２の一部の内面同士が接触する。乳首部５２の一部の内面同士が接触した後では、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが乳首部５２の内部に残る。軸Ａ２１に対して垂直な方向において互いに対向する外力が乳首部５２の両側から乳首部５２にさらに加わると、乳首部５２の弾性変形がさらに生ずるとともに、乳首部５２に反力が生ずる。そして、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが潰れる。この際、乳首部５２の一部の内面同士が接触した部分において、摩擦が生ずる。そのため、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きい。

そのため、外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わるときの人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃの反力は、非線形的に変化し、乳首部５２の一部の内面同士が接触し残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが潰れる際に急に立ち上がる。これにより、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃの力学的特性を授乳婦の乳首６３の力学的特性に近づけることができる。そのため、授乳期の乳幼児における乳頭混乱の発生を抑えることができる。

また、軸Ａ２１に対して垂直な乳首部５２の断面において、外力が乳首部５２に加わる前の内部空間５４１、５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃは、複数の角を有する。外力が加わる前に複数の角のうちの一対の角が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に沿って配置された場合において、外力が乳首部５２の両側から乳首部５２に加わり、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残ると、一対の角とは異なる他の一対の角が外力の方向に対して垂直な軸Ａ２２に関して対称に配置される。

これによれば、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残ったときに他の一対の角が外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に対して対称に配置されない場合と比較して、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃは、潰れにくい。そのため、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残った後に乳首部５２に生ずる反力は、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残る前に乳首部５２に生ずる反力よりも大きい。そのため、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりもより確実に大きくなる。これにより、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃの力学的特性を授乳婦の乳首６３の力学的特性により確実に近づけることができる。

また、軸Ａ２１に対して垂直な乳首部５２の断面において、外力が乳首部５２に加わる前の内部空間５４１、５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃは、山部と谷部とを有する星形を呈する。これにより、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが潰れた際に、乳首部５２の一部の内面同士がより確実に接触し、乳首部５２の一部の内面同士が接触した部分において、摩擦がより確実に生ずる。そのため、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残った後に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、残留空間５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃが残る前に乳首部５２に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配よりもより確実に大きくなる。これにより、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃの力学的特性を授乳婦の乳首６３の力学的特性により確実に近づけることができる。

また、軸Ａ２１に対して垂直な乳首部５２の断面において、外力が乳首部５２に加わる前の内部空間５４１は、四角の星形を呈する。内部空間５４１Ａは、六角の星形を呈する。内部空間５４１Ｂ、５４１Ｃは、八角の星形を呈する。これによれば、乳首部５２の内部空間５４１、５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃを比較的容易に形成することができるとともに、外力の方向に対して垂直な方向の軸Ａ２２に関して内部空間５４１、５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃの形状を対称形状に形成することができる。これにより、授乳期の乳幼児が人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを咥える方向に応じて乳首部５２に生ずる反力が変化する度合を抑えることができる。そのため、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃの力学的特性を授乳婦の乳首６３の力学的特性により確実に近づけることができる。そのため、授乳期の乳幼児における乳頭混乱の発生をより一層抑えることができる。なお、以上説明した効果は、人工乳首５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃを備えた哺乳器２においても同様に得られる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。

２：哺乳器、 ３：ボトル、 ４：キャップ、 ５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ：人工乳首、 ６：測定装置、 ７：解析モデル、 ４１：開口、 ４２：開口、 ４３：雌ねじ部、 ４４：フランジ部、 ５１：基部、 ５２：乳首部、 ５３：先端部、 ５４：基端部、 ６１：第１挟み込み部、 ６２：第２挟み込み部、 ６３：乳首、 ７１：第１プレートモデル、 ７２：第２プレートモデル、 ７３：乳首モデル、 ５１１：基部開口、 ５１２：中心部、 ５１３：膨出部、 ５１４：フランジ部、 ５２１：上部、 ５２２：中間部、 ５２３：下部、 ５３１：飲料排出口、 ５４１、５４１Ａ、５４１Ｂ、５４１Ｃ、５４１Ｄ：内部空間、 ５４２、５４２Ａ、５４２Ｂ、５４２Ｃ：残留空間、 ５５１：第１内面、 ５５２：第２内面、 ５５３：第３内面、 ５５４：第４内面、 ５６１、５６２、５６３、５６４、５６５、５６６、５６７、５６８：角、 ５７１、５７２、５７３、５７４、５７５、５７６、５７７、５７８：山部、 ５８１、５８２、５８３、５８４、５８５、５８６、５８７、５８８：谷部、 ５９１：円、 ６１１：第１リニアモータ、 ６１２：第１ロッド、 ６１３：第１力覚センサ、 ６１４：第１挟み込みプレート、 ６２１：第２リニアモータ、 ６２２：第２ロッド、 ６２３：第２力覚センサ、 ６２４：第２挟み込みプレート、 ７３１：内部空間、 ７３２、７３３：端面、 Ａ２１、Ａ２２：軸、 Ｌ１、Ｌ２：距離

Claims (5)

1. 哺乳器のボトルに装着されて用いられ軟質樹脂等の弾性材料により形成された人工乳首であって、
   前記ボトルに収容された飲料が通過可能な基部開口を有し前記ボトルに装着される基部と、
   前記基部とは反対の側に設けられ前記ボトルに収容された前記飲料を排出するための飲料排出口を有する先端部と、
   前記基部と前記先端部との間に設けられた乳首部と、
   を備え、
   前記基部開口の中心部と前記飲料排出口とを通る軸に対して垂直な方向において互いに対向する外力が前記乳首部の両側から前記乳首部に加わると、前記乳首部の一部の内面同士が接触するとともに、前記一部の内面同士が接触した後に前記乳首部の内部に残留空間が残り、
   前記残留空間が残った後に前記乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、前記残留空間が残る前に前記乳首部に生ずる前記挟み込み率に対する前記反力の勾配よりも大きいことを特徴とする人工乳首。
2. 前記軸に対して垂直な前記乳首部の断面において、前記外力が前記乳首部に加わる前の前記乳首部の内部空間は、複数の角を有し、
   前記外力が加わる前に前記複数の角のうちの一対の角が前記外力の方向に対して垂直な方向の軸に沿って配置された場合、前記残留空間が残った後に前記一対の角とは異なる他の一対の角が前記外力の方向に対して垂直な方向の軸に関して対称に配置されることを特徴とする請求項１に記載の人工乳首。
3. 前記断面において、前記外力が前記乳首部に加わる前の前記乳首部の内部空間は、前記角が前記乳首部の外側に向かって突出した山部と、隣り合う前記角同士の間において前記乳首部の中実部分が前記乳首部の内側に向かって突出した谷部と、を有する星形を呈することを特徴とする請求項２に記載の人工乳首。
4. 前記断面において、前記外力が前記乳首部に加わる前の前記乳首部の内部空間は、四角、六角および八角のいずれかの前記星形を呈することを特徴とする請求項３に記載の人工乳首。
5. 飲料を収容するボトルと、前記ボトルに装着されて用いられ軟質樹脂等の弾性材料により形成された人工乳首と、を備えた哺乳器であって、
   前記人工乳首は、
   前記ボトルに収容された前記飲料が通過可能な基部開口を有し前記ボトルに装着される基部と、
   前記基部とは反対の側に設けられ前記ボトルに収容された前記飲料を排出するための飲料排出口を有する先端部と、
   前記基部と前記先端部との間に設けられた乳首部と、
   を有し、
   前記基部開口の中心部と前記飲料排出口とを通る軸に対して垂直な方向において互いに対向する外力が前記乳首部の両側から前記乳首部に加わると、前記乳首部の一部の内面同士が接触するとともに、前記一部の内面同士が接触した後に前記乳首部の内部に残留空間が残り、
   前記残留空間が残った後に前記乳首部に生ずる挟み込み率に対する反力の勾配は、前記残留空間が残る前に前記乳首部に生ずる前記挟み込み率に対する反力の勾配よりも大きいことを特徴とする哺乳器。

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