JP4827751B2

JP4827751B2 - 関節用サポータ用の中空弾発部材

Info

Publication number: JP4827751B2
Application number: JP2007015707A
Authority: JP
Inventors: 俊幸柏木; 正章末岡; 慎吾長島; 進原
Original assignee: Kyoraku Co Ltd; Morito Co Ltd
Current assignee: Kyoraku Co Ltd; Morito Co Ltd
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2027-01-26
Also published as: JP2008178618A

Description

本発明は、関節の周囲（前面、側面、後面）を締め付けるようにして装着し、関節に対するサポート力を得ることができる関節用サポータに関し、更に詳しくは、該関節用サポータに組み込まれた中空弾発部材に関するものである。

従来、スポーツ用、医療用、或いは介護用として、膝や肘等の関節を保護するための関節用のサポータが使用されている。
例えば、膝関節用のサポータとして、二股に延設した巻き付け部を有するサポータ主体に膝屈伸ラインに沿って膝屈伸補助用弾性体を縫い込みにより組み込んだサポータがある（例えば、特許文献１参照）。

この膝関節用のサポータは膝蓋骨に当て周囲に巻き付けるようにして装着することにより、サポータに組み込まれた膝屈伸補助用弾性体が膝の屈伸を補助するよう機能するものである。
一方、巻き付けタイプでなく足先から挿入して膝の位置まで引き上げて装着する形態のサポータが提供されている（例えば、特許文献２参照）。

これは支持力を得るためにサポータに組み込まれた線状の弾性体を膝の側面に当たるようにしたもので、同様にサポート力を付与せしめたものである。
しかし、線状の弾性体を使っているので、膝部の皮膚面を局所的にしかも強く押圧し、極端には痛みをともなう虞がある。
また使っているうちに膝の屈曲履歴が多くなっていくため、徐々に弾性体のバネ力（復帰力）が弱まっていきサポート力が必ずしも安定しない難点がある。
特開平７―２６５３５４号特開２０００―２４５７７０号

本発明は、かかる背景技術をもとになされたもので、上記の背景技術の問題点を克服するためになされたものである。

すなわち本発明の目的は、関節の屈曲時に安定したサポート力を発揮でき、しかも着用者の皮膚面に局所的な押圧力が発生しないような関節用サポータ用の中空弾発部材を提供するものである。

かくして、本発明者は、このような課題背景に対して鋭意研究を重ねた結果、復帰力を与えるものとして、中空部内に流動性物質を充填密封した弾発部材を使用することで安定した弾性復帰力を発揮でき、且つ局所的な押圧力を回避できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は、（１）、節用サポータに装着されて関節の屈曲時の負担を軽減するための中空弾発部材であって、中空弾発部材は軟質樹脂よりなり、流動性物質が充填密封された中空部を有すると共に、その周囲に外周縁が形成されているものにおいて、前記中空弾発部材は、さらに、全体的に扁平且つ三日月状に形成されており、その周囲の外周縁が、その他の部分より肉厚となっている関節用サポータ用の中空弾発部材に存する。

また、本発明は、（２）、中空弾発部材は、装着状態で関節の屈曲時に中空弾発部材が変形し、内圧が０．０１〜０．０５ＭＰａの範囲で増加することにより復帰力を与える上記（１）記載の関節用サポータ用の中空弾発部材に存する。

また、本発明は、（３）、軟質樹脂は、引張り弾性率（ＪＩＳＫ７１１３）が５０ＭＰａ以下である上記（１）記載の関節用サポータ用の中空弾発部材に存する。

また、本発明は、（４）、軟質樹脂は、熱可塑性エラストマーにポリオレフイン系樹脂３〜５０ｗｔ％を混合した樹脂である上記（１）記載の関節用サポータ用の中空弾発部材に存する。

また、本発明は、（５）、ポリオレフイン系樹脂が、ポリプロピレンである上記（５）記載の関節用サポータ用の中空弾発部材に存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記（１）から（６）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明の関節用サポータ用の中空弾発部材は軟質樹脂よりなり、流動性物質が充填密封された中空部を有すると共にその周囲に外周縁が形成されているので、関節用サポータに組み込まれた場合、関節の屈曲時に中空部の内圧が高まることにより、中空弾発部材が膨張して硬くなるとともに復帰力が発揮されて、関節の側方においてサポート力が増加し、関節の左右のズレ防止および側副靭帯押圧補助により関節に対する負担を軽減することができるとともに、関節の皮膚面を局部的に強く押圧することなく装着感は良好となる。
また同時に外周縁の弾性作用も加わり大きな復帰力が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
先ず、本発明の中空弾発部材Ｔを装着するための対象となる関節用サポータ１について述べる。

（関節用サポータ）
ここでは、関節用サポータ１として膝関節用のサポータを例に示す。
図１は、その膝の関節用サポータ１を示す図である。
図１（Ａ）は正面図を、また図１（Ｂ）はその裏側面を示す。
この関節用サポータ１は、筒状に形成されたサポータであって、足先から挿入して取り付けるもので、膝関節部に装着した場合、丁度、関節の前面、側面、後面を包み込んで締め付けるように作用する。
着用者は、それにより膝を支えるサポート力を得ることができる。

関節用サポータ１の材質としては、表地及び裏地とも伸縮性のある布材が使われ、両地間にクッション材が介挿されていることが好ましい。
具体的な布材の例としては、伸縮性の観点から、ダブルニット等の編み地を使用することが好ましい。

この関節用サポータ１は、膝関節の上部に当接する部分は中央部よりやや太く、また膝関節の下部に当接する部分は中央部よりやや細く形成されていることが好ましい。
また、関節用サポータ１には膝関節部の膝蓋骨を保護するように略円形状の膝蓋保護部２が形成されている。
この膝蓋保護部２は、衝撃緩和布材で作られており膝蓋骨を正面から覆って、例えば外力が加わった場合にその衝撃を緩和することができる。
しかも膝関節は、一般に冷え易い部分であるが、この部分に当接する位置に断熱性を有する布材を使うことにより自らの体温熱を利用して冷えるのを防止できる。

また、膝蓋保護部２は隆起した膝蓋骨を受け入れるように当接することができるため膝への位置決めがし易くまた取り付け状態をより安定させることができる。
関節用サポータ１の上端と下端は、各折り返し部４を備えていることが好ましく、この折り返し部４のところにより、締め付け力を増大させている。
そのため関節用サポータ１がずり落ちたり上がったりすることが防止される。

ところで、関節用サポータ１の裏面には、膝蓋保護部２を囲むように両側の位置に一対のポケット３が形成されている。
このポケット３は中空弾発部材Ｔと略同じ形とされ、外側へ湾曲してその両端は後方へ向けられており、ほぼ中央付近には開口部３Ａが形成されている。
中空弾発部材Ｔはこの開口部３Ａを介してポケット３内にそれぞれ収納することができ、また、開口部３Ａから取り出すことも可能である。
中空弾発部材Ｔは、先細りであるので収納がし易い。

具体的には、例えば、中空弾発部材Ｔの一方の端部を開口部３Ａから挿入した後、中空弾発部材Ｔを屈曲させながら他方の端部を同様に開口部３Ａから挿入する。
ポケット３に装着された状態では、後述するように、膝関節をサポートするように作用する。
このように、関節用サポータ１としてポケット３を設け、このポケット３に中空弾発部材Ｔを脱着自在にしたので、中空弾発部材Ｔが壊れた場合、或いは異なった中空弾発部材Ｔと交換したい場合等に極めて便利である。

（中空弾性部材）
上述したような、関節用サポータ１に使用される中空弾発部材について以下述べる。図２は、中空弾発部材を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はＸ−Ｘ断面図である。
中空弾発部材Ｔは、中空部Ｔ１とその周囲に形成された外周縁Ｔ２とよりなり、全体的に扁平且つ三日月状（弓形状、くの字状、ブーメラン状）を呈している。
そして、両端部にかけてやや先細りとなっている。
中空部Ｔ１の外周縁Ｔ２の肉は、その他の部分（すなわち中空部Ｔ１）より肉厚となっている。

また、中空部Ｔ１で形成される空間にはエアー等の流動性物質が封入されている。
この流動性物質としては水等の液体、空気等のガスが好適であるが、それ以外の液体やガスも当然使用可能である。
更にはゲル状物質も採用が可能である。
この中空弾発部材Ｔは関節用サポータ１を膝関節に装着した状態で膝を屈曲した場合、サポート力、すなわち、屈曲時の支え力（復帰力）を生ずるものである。
具体的に言うと、装着時、中空弾発部材Ｔは膝関節の両側面に当接した状態にあるが、三日月形の両端は後方へ向いている。

いま、通常の膝を伸ばした状態から膝を曲げると、図３に示すように、中空弾発部材Ｔの三日月形の両端部が互いに接近するように屈曲する［図３（Ａ）→（Ｂ）］。
すると中空弾発部材Ｔは、両端部の接近による屈曲のため、中空部Ｔ１内部のエアー圧が高まり、復帰力を生じる。
すなわち中空弾発部材Ｔの両端部が離反する方向に作用して復帰力を発揮するのである［図３（Ｂ）参照］。

中空弾発部材Ｔは、関節の屈曲時に屈曲変形し、内圧が０．０１〜０．０５ＭＰａの範囲で増加することが、復帰力が関節へ与える負荷の観点から好ましい。
中空弾発部材Ｔは、中空部Ｔ１のエアー圧が皮膚表面に柔らかく当接し膝を局所的に締め付けることがない。
他方、中空部Ｔ１の周囲には外周縁Ｔ２が形成されているので、この部分が特有の作用を発揮する。

図４は、その外周縁Ｔ２の作用を模式的に示す図である。
すなわち三日月形の中空弾発部材Ｔの両端部が互いに接近するように屈曲すると、外周縁Ｔ２は、図４（Ｂ）のように歪む。
そして、この歪みを元に戻そうとして復帰力が働くのである。
このように、外周縁Ｔ２の部分はその材質、形状および肉厚に由来する弾性作用を発揮する。
本発明の中空弾発部材Ｔは、前述した線状の弾性体からなるリング体と異なり皮膚面を面で押すことができ局所的に強く押圧することはない。
従って痛みを感じることもない。
このように、膝関節を屈曲した場合、中空弾発部材Ｔの中空部Ｔ１による作用や外周縁Ｔ２による作用の相乗効果によって、元の状態に戻す力である復帰力がより大きく安定したものとなり着用者の膝関節への負担が軽減されるのである。

ここで、中空弾発部材Ｔの材質としては熱可塑性エラストマー等の軟質樹脂が採用されるが、相互に付着せずに粉砕がし易くなりリサイクルが可能となる観点から熱可塑性エラストマーにポリオレフイン系樹脂３〜５０ｗｔ％を混合した樹脂を使用することがより好ましい。
例えば、スチレン系エラストマー８０ｗｔ％とポリプロピレン２０ｗｔ％の混合樹脂が使用される。
また、成形時に発生するバリを粉砕したリサイクル樹脂は適宜３０〜９０ｗｔ％の範囲で混合して使用することができる。
さらに、ポリオレフィン系樹脂として高溶融張力を有するポリプロピレンを用いることで成形性が向上し、成形時に分割金型のキャビティ面からの真空吸引のみでエアの吹き込みを用いることなく好適に成形することができる。

また、復帰力の源泉となる圧力上昇に十分耐えなければならないとの観点から、中空弾発部材Ｔの材質の引張り弾性率（ＪＩＳＫ７１１３）としては５０ＭＰａ以下、さらには２０ＭＰａ以下であることが好ましい。
ここで、引張り弾性率はＪＩＳＫ７１１３に準拠して、中空弾発部材Ｔから中空部Ｔ１および外周縁Ｔ２に対応する壁面を含むようにダンベル形状に試験片を切り出し、常温下において引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで測定を行なった。
ところで、中空弾発部材Ｔ、例えば、ブロー成形或いは真空成形により成形される。

図５は、そのブロー成形方法を説明する概略図である。
それぞれ（Ａ）は型締め前、（Ｂ）は型締め且つブロー後を示し、（Ｃ）は（Ｂ）におけるピンチ部Ｋ１を拡大して示す。
最初に、キャビティＫ２を有する一対の分割金型Ｋを用意する。
次に、軟化した筒状パリソンＰを一対の分割金型Ｋの間に押し出し［図５（Ａ）参照］、その後、両側から分割金型Ｋで挟んで型締めする。
この時、軟化状態の筒状パリソンＰを分割金型Ｋに形成されたピンチ部Ｋ１により押圧して溶着一体化することで中空弾発部材Ｔの外周縁Ｔ２（溶着部）を形成する。

その後、キャビティＫ２から筒状パリソンＰとの間に介在する空気を負圧化すると、筒状パリソンＰは、膨らんでキャビティ面に張り付き型通りに成形される［図５（Ｂ）参照］。
尚、キャビティＫ２からの真空吸引と同時に図示しないブローピンを介して筒状パリソン内にエアーを導入することができる。
ブローピンによるエアーの吹き込みによって生じた吹き込み孔は、成形品を取り出した後、速やかに封鎖する。

成形された中空弾発部材Ｔは、中空部Ｔ１の周辺に外周縁Ｔ２を有する扁平且つ三日月状の中空弾発部材Ｔとなる（図２参照）。
中空弾発部材Ｔは、先述したように中空部Ｔ１の肉に比べて外周縁Ｔ２の肉はより肉厚になっている［図５（Ｃ）参照］。
分割金型Ｋを閉じた際に筒状パリソンＰを該金型のピンチ部Ｋ１で挟み一体に溶着するが、そのピンチ作用により、筒状パリソンＰが押圧されその部分の肉が押し出されて肉厚となるのである。

このように、中空弾発部材Ｔの外周縁Ｔ２は、成形時の圧接溶着により形成され肉厚となるので、この部分があたかも線状バネとなり、膝関節の屈曲により中空弾発部材Ｔが湾曲した場合、復帰力を発揮するのである。
なお、中空弾発部材Ｔの内部にエアー等の流動性物質が封入されているので、これが圧縮されることによっても、内圧が高まって復帰力を生むことは、前述した。

（装着方法）
図６は、関節用サポータ１を膝関節に装着した状態を示し、（Ａ）膝関節を伸ばした状態、（Ｂ）は膝関節を曲げた状態を示す。
関節用サポータ１を膝関節に装着するには、先ず、着用者の足先を関節用サポータ１に挿入し、そのまま引き上げて膝蓋骨に装着する。
この場合、膝蓋保護部に膝蓋骨の一部が当接されることで、より取り付け位置が安定する。

この状態では、膝関節の両側面に沿うように関節用サポータ１に組み込まれた中空弾発部材Ｔが当接している［図６（Ａ）参照］。
今、膝関節を伸ばした状態から少し曲げた状態にすると、三日月形の中空弾発部材Ｔの両端部が互いに接近するようにして湾曲する［図６（Ｂ）参照］。
中空弾発部材Ｔの湾曲と共に中空部Ｔ１のエアー圧が高まり、今度は湾曲を解消するように（端部が離反するように）復帰力が作用する。
更に、外周縁Ｔ２による復帰力も加えて発揮され、膝関節をサポートする力は、強化される。

以上、本発明を説明したが、本発明は実施の形態により限定されることなく、その目的に沿う限り種々の変形例が可能である。
例えば、中空弾発部材Ｔのポケットの開口部３の位置は、中空弾発部材Ｔを収納し易い位置であれば良い。
また、中空弾発部材Ｔを組み込んだ関節用サポータ１に更なる付加的機能を加えることも採用可能である。

図１は、その膝の関節用サポータを示す図である。（Ａ）は正面図を、また（Ｂ）はその裏側面を示す。図２は、中空弾性部材を示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はＸ−Ｘ断面図である。図３は、その中空弾性部材の作用を模式的に示す図であり、それぞれ（Ａ）は屈曲前、（Ｂ）は屈曲後を示す。図４は、その外周縁の作用を模式的に示す図であり、それぞれ（Ａ）は屈曲前、（Ｂ）は屈曲後を示す。図５は、そのブロー成形方法を説明する概略図であり、それぞれ（Ａ）は型締め前、（Ｂ）は型締め且つブロー後を示し、（Ｃ）は（Ｂ）におけるピンチ部を拡大して示す。図６は、関節用サポータを膝関節に装着した状態を示し、（Ａ）膝関節を伸ばした状態、（Ｂ）は膝関節を曲げた状態を示す。

符号の説明

１…関節用サポータ
２…膝蓋保護部
３…ポケット
３Ａ…開口部
４…折り返し部
Ｔ…中空弾発部材
Ｔ１…中空部
Ｔ２…外周縁
Ｓ２…横長開口部
Ｐ…パリソン
Ｋ…金型
Ｋ１…ピンチ部
Ｋ２…キャビティ

Claims

関節用サポータに装着されて関節の屈曲時の負担を軽減するための中空弾発部材であって、
中空弾発部材は軟質樹脂よりなり、流動性物質が充填密封された中空部を有すると共に、その周囲に外周縁が形成されているものにおいて、
前記中空弾発部材は、さらに、全体的に扁平且つ三日月状に形成されており、その周囲の外周縁が、その他の部分より肉厚となっていることを特徴とする関節用サポータ用の中空弾発部材。
前記中空弾発部材は、装着状態で関節の屈曲時に中空弾発部材が変形し、内圧が０．０１〜０．０５ＭＰａの範囲で増加することにより復帰力を与えることを特徴とする、請求項１記載の関節用サポータ用の中空弾発部材。
前記軟質樹脂は、引張り弾性率（ＪＩＳＫ７１１３）が５０ＭＰａ以下であることを特徴とする、請求項１記載の関節用サポータ用の中空弾発部材。
前記軟質樹脂は、熱可塑性エラストマーにポリオレフィン系樹脂３〜５０ｗｔ％を混合した樹脂であることを特徴とする、請求項１記載の関節用サポータ用の中空弾発部材。
ポリオレフィン系樹脂が、ポリプロピレンであることを特徴とする、請求項４記載の関節用サポータ用の中空弾発部材。