JP4602953B2 - 装具 - Google Patents

Description

本発明は、膝等の関節を保護したり筋肉等を圧迫して内圧を高める補強部材を備えたサポータやスパッツ等の装具に関する。

従来、関節を保護するため、また身体動作を補助するために補強部材を備えたサポータやスパッツ等の装具が知られている。この装具は、例えばサポータにあってはサポータ本体の表面に所定形状に形成された弾性シート層と接着剤層からなるシート本体が熱融着された構造である。

このサポータでは、弾性シート層が接着剤層を介してサポータ本体の表面に接着されて補強部材として機能し、例えば膝関節用サポータでは、弾性シート層が膝の側面に沿って配置されることにより膝関節の折り曲げ運動を制限する。また、膝蓋骨の前面部位のように床等に接触しやすい場所に補強部材を配置することによってサポータ生地の強度補強を行う場合もある。
特開２００５−１２５５４１（図１〜図５）

上記特許文献１に示すサポータの弾性シート層としてはエラストマーが使用されている。エラストマー等は弾性力を有するものの摩擦抵抗が大きいため、例えばサポータを装着した上から衣類を着用しようとした場合には衣類がサポータの弾性シート層にまとわりつく場合がある。具体的には、膝関節に弾性シート層を表面に有するサポータを装着した状態でその上からズボンをはく場合には膝関節用サポータの弾性シート層の部分にズボン生地が引っ掛かって履きにくく、歩行する際には膝周りにズボン生地がまとわりついてしまうため歩行しにくくなる。

また、サポータによっては膝を保護するため膝蓋骨を覆うようにサポータ本体に弾性シート層が形成される場合があるが、この場合には膝頭部分に弾性シート層が位置することとなり、例えば膝をついた際に床面の材質等（木製、大理石等）によっては両者の摩擦が大きく、床と膝頭との相対移動、つまり膝を床についたままの移動が困難なことがある。

上記のような事情に鑑みて、本発明は摩擦抵抗が小さい補強部材を備えた装具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明では、身体の一部に装着されて身体を保護し或いは身体動作を補助する装具において、同装具は外面上に補強部材を備え、同補強部材はその表面に一部が露出した多数の微小球体を備えていることを特徴とする装具を要旨とする。これにより、補強部材の露出した微小球体によって装具と接触対象物との接触面積が減少して摩擦抵抗が小さくなる。

請求項２の発明では、前記微小球体は、前記補強部材の表面全域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装具を要旨とする。これにより、補強部材のいずれの部分においても接触時の摩擦抵抗が小さくなる。

請求項３の発明では、前記微小球体は直径３５〜３００マイクロメートルのガラスビーズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の装具を要旨とする。ガラスビーズにより摩擦抵抗がより小さくなる。

請求項４の発明では、前記装具は肘又は膝関節用サポータであり、前記補強部材は関節用サポータ装着時において装着者の肘頭部分或いは膝頭部分に対応する箇所に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装具を要旨とする。これにより、接触しやすい部分における補強部材の摩擦抵抗を小さくすることができる。

請求項５の発明では、前記微小球体は再帰反射性を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の装具を要旨とする。これにより、光が入射した方向に反射していくこととなる。

本発明によれば、補強部材を備えた装具において補強部材の摩擦抵抗が小さいものとなる。

以下、本発明の装具を膝関節用サポータ（以下、単に「サポータ」という。）に具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、装具としてのサポータＳは、伸縮性がある布帛（布、織物等）で形成されたサポータ本体１を有する。このサポータ本体１は通常膝や肘等の関節部位に容易に装着されるように伸縮性がある糸（ポリウレタン繊維等）を用いて筒状に編まれて形成されているため縦方向及び横方向（周方向）への伸縮性に富む構造となっている。

図１（ａ）に示すように該サポータ本体１の外周面上の一箇所には略円形模様の補強部材２が貼付されている。本実施形態のサポータＳでは図１（ｂ）に示すように、サポータＳを膝ｎに装着したとき補強部材２が膝頭部分である膝蓋骨（膝の皿）Ｂを覆うような位置に配置されることとなる。

図２に示すように、前記補強部材２は熱圧着シート１０を利用して形成されている。該熱圧着シート１０は剥離層を構成する剥離シート１１と、該剥離シート１１の一方面（図２における下面）に設けられた多数の微小球体１２が露出してなる滑面層１３と、各微小球体１２を埋設保持する樹脂からなる弾性層１４と、弾性層１４の他方の面に設けられた接着剤層としてのホットメルト接着剤層１５とを備えた多層構造になっている。このうち滑面層１３と弾性層１４とホットメルト接着剤層１５とからシート本体１６が形成されており、サポータに貼付されるのはこのシート本体１６である。なお、シート本体１６のうち補強部材２としての機能の中心となるのは弾性層１４である。

前記剥離シート１１は、図示しない粘着層を介してシート本体１６（正確には、滑面層１３の表面）に貼着され、滑面層１３の上面を保護している。剥離シート１１は、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、アルキルベンゼンスルホン酸、ポリ塩化ビニル、金属又は紙等からなる単層のフィルムや、それらの積層体より構成することが可能である。熱圧着シート１０をサポータ本体１に圧着させた後には剥離シート１１が滑面層１３から容易に剥離可能な程度に貼着されている構成であることを要する。

前記滑面層１３は、多数の微小球体であるガラスビーズ１２から構成されている。このガラスビーズ１２は個々の直径が３５〜３００マイクロメートルの球形であり無色透明である。なお、ガラスビーズは個々の直径が均質なほうが好ましく、具体的には直径が３８〜５０マイクロメートルのガラスビーズを使用することが好ましい。各ガラスビーズ１２は下側が弾性層１４に埋設された状態で担持され、上側が露出している（図２、図３）。また、ガラスビーズは球形であるため再帰反射性を有しており、外部からガラスビーズ内に入射した光が入射した方向へ向けて反射する機能を有している。

弾性層１４はウレタン樹脂等の弾力性に富む材質によって構成されており、弾性層１４自身の弾性力による所定の引張強度を有するとともに、ガラスビーズ１２の下側およそ半分をその周囲から担持してガラスビーズ１２の弾性層１４からの離脱を防止している。また、ガラスビーズ１２に対して面方向から掛けられた圧力を弾性層１４自身の弾性力にて吸収する緩衝機能を有する。本実施形態の弾性層１４はガラスビーズ１２の周囲に入り込んで担持している部分を含み３０〜４０マイクロメートルの厚さに形成されているが、その厚みを変更することにより弾性力を任意に設定することもできる。また、弾性層１４として用いる樹脂に予め染料を含有させることにより所定色に着色することも可能である。

弾性層１４の下側には約５０マイクロメートルの厚さを有するホットメルト接着剤層１５が配置されている。このホットメルト接着剤層１５はウレタン等の熱可塑性樹脂よりなる接着剤層で、所定の温度に加熱されると自身が溶融し、サポータ本体１の目地内に浸透して弾性層１４とサポータ本体１とを互いに接着することができる。なお、ホットメルト接着剤層１５に使用する樹脂は弾性層１４を構成する樹脂よりも軟化点が低いことを要する。

上記のような層構成を有する熱圧着シート１０として、例えば株式会社丸仁の製品番号ＬＦＵＨ−１２００／１３００／１４００／７０００／８０００／９０００等のＬＦＵＨシリーズがあり、本実施形態の説明はＬＦＵＨ−１２００の例である。

（サポータの製造方法）
次に、前述のように構成されたサポータＳの製造方法について説明する。サポータＳの製造方法は大きく分けて、前記熱圧着シート１０を所望の模様及びデザイン等（以下「模様等」という）に形成するカッティング工程と、同工程により所定の模様に形成された熱圧着シート１０をサポータに熱圧着する熱圧着工程と、熱圧着シート１０から剥離シート１１を剥離する剥離工程とから構成されている。

まず、前記カッティング工程について説明する。このカッティング工程は、図示しないカッティングプロッタを用いて行われる。前記カッティングプロッタは、熱圧着シート１０をシート走行路上に供給するシート供給機構と、シート走行路上において熱圧着シート１０を正逆送りするシート送り機構とを備えている。また、カッティングプロッタは、シート送り機構と協働して模様等のアウトラインをカットするカッティングプロッタ機構と、これら機構を統括制御するコントローラとを備えている。

そして、前記カッティングプロッタを用いたカッティング工程では、ユーザが前記コントローラから模様等に対応する情報を入力し、カッティングプロッタを作動させる。すると、シート供給機構及びシート送り機構が駆動して、熱圧着シート１０をシート走行路に導入するとともに、その熱圧着シート１０が所定の寸法に切断される。続いて、シート送り機構及びカッティングプロッタ機構が駆動して模様等のアウトラインに沿ったアウトラインカットが行われる。

このアウトラインカットは、熱圧着シート１０の剥離シート１１以外の部分、つまりシート本体１６のみをカットするハーフカットであり、熱圧着シート１０に対しカッティングプロッタ機構のカッティングバイトをＸＹ方向に相対移動させることにより行われる。この結果、剥離シート１１はカットされずシート本体１６のみが図１に示すような円形模様にカットされ、不要な部分を除去することによって所定模様のシート本体１６を有する熱圧着シート１０が得られる。

次に、前記熱圧着工程について説明する。この熱圧着工程は、前記カッティング工程によって所定模様にハーフカットされた熱圧着シート１０をサポータ本体１に熱圧着する工程である。

熱圧着シート１０のホットメルト接着剤層１５がサポータ本体１の前面（図１参照）に位置するように、サポータ本体１と熱圧着シート１０とを重ね合わせる。すなわち、サポータ本体１の表面にホットメルト接着剤層１５が配置され、その上に弾性層１４、滑面層１３、剥離シート１１が順に配置される構成となる。

次に、アイロンまたは熱プレス機等を用いて、剥離シート１１の上から所定の温度と圧力とを一定時間加えると、ホットメルト接着剤層１５を構成する接着剤が溶融し、サポータ本体１を形成する生地の目地内に浸透していく。同接着剤は自然冷却及び強制冷却等により固化するため、ホットメルト接着剤層１５を介してサポータ本体１の表面と弾性層１４及び滑面層１３とが互いに接着されることとなる。

最後に、前記剥離工程について説明する。この剥離工程では、ホットメルト接着剤層１５によりサポータ本体１の表面に熱融着された熱圧着シート１０から剥離シート１１を剥離する。すると、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、サポータ本体１の表面には円形模様を表示するシート本体１６のみが視認可能となり、かつシート本体１６の最も表側には多数のガラスビーズ１２からなる滑面層１３が配置されることとなる（図３参照）。

（実施形態の作用）
図１に示すようにサポータＳを膝ｎに装着すると、前記シート本体１６が膝蓋骨Ｂの前面に位置するように装着される。サポータＳを装着した状態で装着者が床に膝ｎをつく場合には、この膝蓋骨Ｂの前面に配置されているシート本体１６のうち最も表側に位置している滑面層１３がまず床に接触することとなる。

（実施形態の効果）
本実施形態の熱圧着シート１０及びそれを利用したサポータＳによれば、以下のような効果を得ることができる。

・本実施形態の熱圧着シート１０は、剥離シート１１、滑面層１３、弾性層１４及びホットメルト接着剤層１５から構成されている。このうち、主として弾性層１４が補強部材２として機能する。弾性層１４はウレタン樹脂等の弾性力を有する材料から構成されている。また、ホットメルト接着剤層１５はポリウレタン等の熱可塑性樹脂よりなる層で、所定温度により溶融に接着効果を発揮する。このため、アイロンまたは熱プレス機等を使用することにより、熱圧着シート１０を簡単にサポータ本体１に熱融着することができ、補強部材付きのサポータＳの製造作業は簡便となる。したがって、特別な技能を有しない者でも容易にかつ効率的に製造することができ、該サポータＳの製造コストも抑えることができる。

・また、シート本体１６は薄いシート状に形成されているため、サポータ本体１の表面においてシート本体１６が大きく盛り上がることなく、見栄えをよくすることができる。
・サポータＳ上のシート本体１６の表面側にはガラスビーズ１２が露出された滑面層１３が形成されている。したがって、例えば膝ｎにサポータＳを装着した状態で床に膝ｎをつく場合には、まず滑面層１３を構成するガラスビーズ１２が床に接触することとなる。このガラスビーズ１２は摩擦抵抗が小さいため床とサポータＳとの間の摩擦も小さいものとなり、サポータＳを装着した膝ｎを床についた状態でも膝ｎと床との間の滑りが阻害されず、スポーツ等にも使用することができる。

・ガラスビーズ１２は弾性層１４の表面全域においてその上側が露出するように埋設されている。このため、サポータＳを膝ｎに装着した状態でズボンやスカートの衣類等を着用する場合でも、衣類等には弾性層１４ではなくガラスビーズ１２からなる滑面層１３が接触することとなり、かつ滑面層１３は摩擦抵抗が小さいことから衣類着用時の引っ掛かりや歩行等の動作をする場合にもサポータＳへの衣類のまとわりつきが少ない。

・弾性層１４がサポータ本体１の生地にホットメルト接着剤層１５を介して積層されるため、サポータＳの膝頭部分は弾性層１４によって補強されることとなり、サポータＳの中でも出っ張って周囲に接触しやすい部位（膝頭部分）の保護が図られることとなる。

・弾性層１４はウレタン樹脂等の弾性を有する材質により構成されているため、サポータ本体１の面方向への引っ張りに対する強度の増加が図られ、また接触しやすい部分（膝頭部分）の保護を図ることができる。

・滑面層１３を構成するガラスビーズ１２は再帰反射性を有している。したがって、サポータＳを外部から視認可能な状態で装着している場合には光の反射が可能になり、夜間に車等からライトを反射可能となって視認性が向上する。

なお、本発明は上記実施態様のサポータＳに限定されず、以下のように変形、変更することができる。
○ 図４に示すように、サポータＳにおいて、サポータ本体２１の膝頭部分ではなく膝関節の片方又は両方の側部に上下方向に沿ってシート本体２６を貼付してもよい。図４に示すものはシート本体２６を複数のブロックに分割してハーフカットし、これら全体としてサポータ本体２１に貼付することにより、弾性層による弾性力は膝ｎが伸びる方向へと作用し、膝関節の伸び運動が補助されるという機能を発揮する。また、このサポータＳにおいても上から衣類を着用する場合にシート本体２６表面の滑面層により衣類がシート本体２６に引っ掛かり或いはまとわりつきにくくなる。なお、シート本体２６の層構成は前記実施形態において説明したものと同様であり図示を省略する。

○ また、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、サポータパンツＰにおいて筋肉等を圧迫させたい部分に対応する箇所にシート本体３６を貼付してもよい。図５では大腿筋や臀筋群を圧迫するために腰から大腿部及び臀部を周回するように２つのシート本体３６をサポータパンツ本体３１に貼付している。上記同様にシート本体３６の層構成は前記実施形態にて説明したものと同様であり図示を省略する。

これによってサポータパンツＰに貼付されているシート本体３６の弾性層が大腿部及び臀部周囲の筋肉を圧迫させることができるとともに、その上から衣類を着用した場合でもシート本体３６の滑面層により衣類の引っ掛かりやまとわりつきがなくなる。なお、サポータパンツはスパッツ、トレーニングパンツ等の名称が使用されることもあり、上半身の筋肉群を圧迫させるような衣類に適用することも可能である。

○ さらに、図示は省略するが、腰部用コルセット（腰ベルト）の圧迫部位等に対して前記同様の層構成を有するシート本体を貼付してもよい。これによって腰部用コルセット（腰ベルト）に貼付されている弾性層が腰部周囲の筋肉や骨格を圧迫させることができるとともに、その上から衣類を着用した場合でも滑面層により衣類の引っ掛かりやまとわりつきがなくなる。

○ その他、図示しないが、肘、肩、足首、手首等の関節を保護するために装着するサポータや胸部、背部、腹部、もも等の上腿部、ふくらはぎ等の下腿部等の筋肉を圧迫するために装着、着用するサポータ、コルセット或いは医療用、スポーツ用衣類に対してシート本体を貼付してもよい。

○ また、サポータＳ等の装具に貼付するシート本体１６の形状も限定されない。実施形態のような円形模様のみではなく図４に示されるように複数のブロックからなる構成としてもよく、さらに、例えば膝頭部分に対応する位置にシート本体１６を設ける場合であっても、小径の円或いは多角形を散点状に配置し、それら複数配置された模様が全体として膝頭部分に対応するようにしてもよい。

○ サポータ本体１の上にシート本体１６を貼付したが、サポータ本体１上に予め弾性体層を貼付等により形成し、その上にシート本体１６を重ねて貼付してもよい。これにより弾性層の積層による弾性力の調整が可能となる。

○ 前記実施形態では弾性層１４の全面にガラスビーズ１２を設けていたが、全面ではなくドット状、格子状など弾性層１４の面のうち部分的にガラスビーズ１２を配置して滑面層１３を形成してもよい。

○ 微小球体はガラスビーズ１２に限定されない。接触対象物への弾性層１４の直接の接触を防止するとともに接触対象物との間の摩擦を低減させることができるものであればよい。

上記実施形態を以下の実施例（摩擦抵抗試験、引張試験）によってより具体化させる。
（１）摩擦抵抗試験
サポータ生地に対して上記実施形態のガラスビーズを有する滑面層と接着剤層とからなるシート本体を熱プレスにより熱圧着させた生地を作成し実施例１とした。なお、このシート本体は株式会社丸仁製のＬＦＵＨ−１２００（シルバー色）を用いた。

次いで、上記実施例１のシート本体に比してガラスビーズを有しないシート（株式会社丸仁製 製品番号ＬＦＦＨ−５００１ 厚み３０〜４０マイクロメートルのウレタン樹脂弾性層と厚み約１００マイクロメートルのホットメルト接着剤層からなるシート）を熱プレスにより圧着させた生地を作成し比較例１とした。更に、何らの加工も施していないサポータ生地そのままを比較例２とした。なお、実施例１、比較例１及び比較例２に用いたサポータ生地はいずれも共通の生地を用いている。同生地はポリウレタン繊維をポリエスル繊維でカバーリングしたカバーヤーンを２０％、綿糸を４０％、ポリエステル糸を４０％の重量比で編み込んで成形した生地であり、１ｍ×１ｍの目付は６５０ｇである。

上記各実施例及び比較例の生地を５ｃｍ×２０ｃｍの大きさに切断してそれぞれ試験片とする。試験片５１の表面（処理面側）を下向きにしてアクリル板からなる平台５２の上に載置し、試験片５１の上に３５．２Ｎの荷重５３（大きさは６ｃｍ×１０．５ｃｍ）を載せる。この状態で試験片５１の長手方向の一端を保持して引っ張り、試験片５１が移動する時の最大荷重をバネはかりで調べた（図６）。その結果を表１として下に示す。

表１の結果からも、本実施例１のガラスビーズを有する滑面層を備えたサポータ生地は摩擦抵抗が小さいことが明らかとなった。
（２）引張試験
上記と同様の３種類の生地（実施例１、比較例１、比較例２）について、ＪＩＳ Ｌ１０９６に準拠した引張強さ試験を行った。生地を幅５ｃｍとし、１０ｃｍのつかみ間隔にて生地をつかみ、１０ｃｍ／分の速度で引っ張り切断時の強さを測定した。その試験結果を以下の表２に示す。

表２の結果からも、実施例１のガラスビーズを有する滑面層を備えたサポータ生地は、引張強度においても比較例２に比して強度が増加していることが明らかである。

本実施形態に係る膝関節用サポータ、（ａ）は正面図、（ｂ）は装着状態を示す説明図。 熱圧着シートの断面模式図。 シート本体の斜視図。 他の実施例に係る膝関節用サポータの装着状態を示す説明図。 他の実施例に係るサポータパンツ（スパッツ）、（ａ）は前面側、（ｂ）は背面を示す斜視図。 摩擦抵抗の測定方法の説明図。

符号の説明

１，２１・・サポータ本体、２・・補強部材、１０・・熱圧着シート、１１・・剥離シート、１２・・微小球体としてのガラスビーズ、１３・・滑面層、１４・・弾性層、１５・・ホットメルト接着剤層、１６，２６，３６・・シート本体、Ｓ・・装具としてのサポータ、Ｐ・・装具としてのサポータパンツ、ｎ・・膝。

Claims (5)

1. 身体の一部に装着されて身体を保護し或いは身体動作を補助する装具において、
   同装具は外面上に補強部材を備え、
   同補強部材はその表面に一部が露出した多数の微小球体を備えていることを特徴とする装具。
2. 前記微小球体は、前記補強部材の表面全域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装具。
3. 前記微小球体は直径３５〜３００マイクロメートルのガラスビーズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の装具。
4. 前記装具は肘又は膝関節用サポータであり、前記補強部材は関節用サポータ装着時において装着者の肘頭部分或いは膝頭部分に対応する箇所に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装具。
5. 前記微小球体は再帰反射性を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の装具。

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