JP5875314B2 - 柔軟物穿孔装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に素性の脆弱な柔軟物に複数の孔を形成する柔軟物穿孔装置に関する。

全層皮膚欠損創の治療には、シリコーン膜を積層した凍結乾燥コラーゲンスポンジ、又は単層の凍結乾燥コラーゲンスポンジなど、板状の柔軟物が使用されることがある。この場合、柔軟物を創に貼り付け、人体で生成される線維芽細胞、及び毛細血管をコラーゲンスポンジの空隙に導き成長させることにより真皮層を再生することができる。

柔軟物の全体に線維芽細胞、及び毛細血管を速やかに導くために、図７に示すように、柔軟物１０１に複数の孔１０３を形成する試みがある。複数の孔１０３は、互いに並列し、又は交差する複数の仮想線に沿って網目状に配置されることが好ましい。また、孔１０３は創から滲み出る体液の排出を促す働きをする。しかしながら、柔軟物１０１に孔１０３を形成するために刃物等を柔軟物１０１に突き刺す等すると、柔軟物１０１が断裂、破損することがあり、或いは柔軟物１０１に歪みが生じたり、スポンジ状の柔軟物の空隙が潰れてしまうという問題が起こる。

特開平０３−２２４５７３号公報 特開平０４−１０８４４４号公報 特開平０５−４３７３４号公報 特開平０７−１９４６８７号公報 特開平１０−８０４３８号公報 特開２００５−３１４号公報

本発明は、上記の実情に鑑みて為されたものであり、柔軟物の素性に関わらず柔軟物に孔を容易に形成できる柔軟物穿孔装置を提供することにある。

本発明は、複数の孔を柔軟物に形成する柔軟物穿孔装置であって、水平方向に延びる円柱状の基材の軸方向、及び前記基材の周方向に、互いに隙間を空けて配列された複数の突起を有する穿孔ドラムと、前記穿孔ドラムをその周方向に回転させる回動手段と、前記穿孔ドラムの下方に配置された支持部材と、前記穿孔ドラムと前記支持部材との間を通過し柔軟物を載せて受け止める搬送ベルトと、前記搬送ベルトを走行させる搬送手段とを備え、前記支持部材が前記搬送ベルトを前記穿孔ドラムの突起の突き刺さる高さに支持し、前記搬送ベルトによって柔軟物が搬送される過程で、前記穿孔ドラムの突起が柔軟物を貫くことを特徴とする。

また、本発明は、前記搬送手段が、前記穿孔ドラムの突起の回転する周速度に同期する速度で前記搬送ベルトを走行させることを特徴とする。

また、本発明は、前記搬送手段が、前記搬送ベルトを供給する供給手段と、前記供給手段から供給される搬送ベルトを巻き取る巻取手段とを備え、前記搬送ベルトが前記供給手段から前記巻取手段へ向かう行程で、前記穿孔ドラムと前記支持部材との間を通過することを特徴とする。

また、本発明は、前記搬送ベルトの走行する方向に延び、前記複数の突起の隙間に進入する複数の規制線材を柔軟物の上方に配置したことを特徴とする。

また、本発明は、前記複数の規制線材が互いに前記穿孔ドラムの基材の軸方向に並列していることを特徴とする。

また、本発明は、前記穿孔ドラムと前記支持部材との間の広さ調整する調整手段を備えることを特徴とする。

本発明に係る柔軟物穿孔装置によれば、搬送ベルトに柔軟物が受け止められ搬送される過程で、穿孔ドラムの突起が柔軟物に突き刺さることにより、網目状に配列した複数の孔を柔軟物に形成することができる。このため、柔軟物に突起が突き刺さるときに、柔軟物が突起から受ける下向きの力を支持部材が受け止め、穿孔ドラムの突起が搬送ベルトに突き刺さる高さで支持部材が搬送ベルトを支持している。このため、柔軟物を下方へ撓ませることなく、穿孔ドラムの突起を柔軟物に確実に貫通させることができる。

また、柔軟物は搬送時に推進力、又は牽引力を直に受けると変形しやすいので、本発明に係る柔軟物穿孔装置は、柔軟物を搬送ベルトに載せることによって柔軟物の搬送を実現している。このため、柔軟物はその形状を搬送時に高い精度で維持される。また、搬送ベルトに載せられた柔軟物は、支持部材に擦れることがなく、柔軟物と支持部材との間に柔軟物を歪ませるような摩擦力が生じない。

搬送手段が穿孔ドラムの突起の回転する周速度に同期する速度で搬送ベルトを走行させる場合、搬送ベルトによって搬送される柔軟物を穿孔ドラムの突起が貫いた状態で、柔軟物に搬送ベルトの走行する方向の引っ張り力が加わらない。このため、本発明に係る柔軟物穿孔装置によれば、柔軟物の形状を搬送ベルトの走行する方向に歪ませることなく、上記の効果を達成することができる。

更に、本発明に係る柔軟物穿孔装置によれば、搬送ベルトが供給手段から巻取手段へ向かう行程で穿孔ドラムと支持部材との間を通過するので、穿孔ドラムの突起に一度突き刺された搬送ベルトの部位は巻取手段によって巻き取られる。このため、搬送ベルトは、穿孔ドラムの突起に一度突き刺された部位に再び柔軟物を載せられることはないので、穿孔ドラムの突起が搬送ベルトに繰り返し突き刺さることに起因する削り屑が柔軟物に付着するのを予防することができる。

更に加えて、穿孔ドラムの突起は、搬送ベルトを貫通しない（ハーフカットで止めている）ので、搬送ベルトから直ちに飛散するような削り屑は発生しにくい。穿孔ドラムの突起に一度突き刺された搬送ベルトの部位から上記の削り屑が飛散する前に、この部位が巻取手段によって巻き取られる。また、支持部材が穿孔ドラムの突起よって傷つくことはなく、支持部材の削り屑の発生することがない。

上記の柔軟物を貫通した突起は穿孔ドラムの回転に従い上昇に転じる。このとき柔軟物が突起から上向きの摩擦力を受けることがある。本発明に係る柔軟物穿孔装置によれば、穿孔ドラムの突起に貫かれた柔軟物の上方に複数の規制線材を配置しているので、柔軟物が突起から受ける上向きの摩擦力によって撓むのが規制され、或いは柔軟物が穿孔ドラムに絡み付くのを予防することができる。また、規制線材は、搬送ベルトの走行する方向に延び、複数の突起の隙間に進入するので、穿孔ドラムと柔軟物との間を遮ることがない。

更に、本発明に係る柔軟物穿孔装置によれば、複数の規制線材が互いに穿孔ドラムの基材の軸方向（以下、単に軸方向と記す。）に並列しているので、複数の規制線材による上記の効果を軸方向で一様に達成することができる。

更に、本発明に係る柔軟物穿孔装置は、穿孔ドラムと支持部材との間の広さを調整手段により調整できるので、搬送ベルトに穿孔ドラムの突起が突き刺さる深さを自在に増減することができる。このため、穿孔ドラムを突起の長さの異なる仕様のものに交換したとき、或いは穿孔ドラムの突起が摩耗する等して短くなったときに、穿孔ドラムの突起を所望の深さで搬送ベルトに突き刺し、穿孔ドラムの突起を柔軟物に確実に貫通させることができる。また、柔軟物は厚みの異なる種々のものがあり、調整手段は、柔軟物は厚みに基づき穿孔ドラムと支持部材との間の広さを所望に調整できるという利点がある。

本発明の実施形態に係る柔軟物穿孔装置の原理を説明する要部の断面図。 本発明の実施形態に係る柔軟物穿孔装置の要部の平面図。 本発明の実施形態に係る柔軟物穿孔装置の側面図。 本発明の実施形態に係る柔軟物穿孔装置に適用した穿孔ドラムの軸方向の断面図。 本発明の実施形態に係る柔軟物穿孔装置に適用した調整手段による穿孔ドラムの支持構造を示す平面図。 図５のＡ−Ａ線断面図。 柔軟物の形態例を示す平面図。

図面は特に断らない限り図１〜図３を参照する。本発明の実施形態に係る柔軟物穿孔装置１は、柔軟物３に複数の孔を形成するものであり、水平方向に延びる円柱状の基材５の軸方向、及び基材５の周方向に互いに隙間を空けて配列された複数の突起７を有する穿孔ドラム９と、穿孔ドラム９をその周方向に回転させる回動手段１１と、穿孔ドラム９の下方に配置された支持部材１３と、穿孔ドラム９と支持部材１３との間を通過する搬送ベルト１５と、搬送ベルト１５を穿孔ドラム９の突起７の回転する周速度に同期する速度で矢印Ｔの向きに走行させる搬送手段１７とを備える。

矢印Ｓ，Ｒは、軸方向、及び基材５の周方向に沿う向きを各々指している。突起７は図２で省略されている。図４に示す穿孔ドラム９の基材５は、その軸方向に重なり合う複数の環形板１９を支軸２１で支持し、これらの環形板１９を互いに連結したものである。環形板１９は、その全周に歯形の刃である突起７を等間隔で形成され、隣合う環形板１９はそれぞれの突起７の位置を周方向に違えるよう支軸２１に位置決めされている。支軸２１は、方形枠２３の内側に軸受けされている。また、複数の環形板１９の中に突起７の欠ける等したものがあるときは、その環形板１９を交換するだけで、穿孔ドラム９の機能を容易に回復させることができる。

回動手段１１は、支軸２１に矢印Ｒの向きの回転力を入力する電動機である。支持部材１３は、穿孔ドラム９の真下で筐体２５に軸受けされた支持ローラー２７と、軸方向に直交する水平方向から互いに支持ローラー２７を挟んで対向する２つの支持板２９とを備える。搬送ベルト１５は、支持部材１３によって穿孔ドラム９の突起７の突き刺さる高さに支持される。回動手段１１、方形枠２３、及び２つの支持板２９は筐体２５に支持されている。

搬送手段１７は、搬送ベルト１５を供給する供給手段３１と、供給手段３１から供給される搬送ベルト１５を巻き取る巻取手段３３とを備える。搬送ベルト１５は、合成樹脂、ゴム、又は複合材料から成る帯であっても良い。供給手段３１は、搬送ベルト１５を巻回して成るロール３４を筐体２５に軸受けされた巻回軸３５によって支持したものである。

巻取手段３３は、筐体２５に軸受けされた巻取軸３７を電動機により回転させるものであり、搬送ベルト１５を巻取軸３７に巻き付かせながら供給手段３１から搬送ベルト１５を繰り出すことができる。符号３９は、搬送ベルト１５が供給手段３１から巻取手段３３へ向けて走行する行程で、搬送ベルト１５を２つの支持板２９の上面に導き、穿孔ドラム９と支持ローラー２７との間を搬送ベルト１５が通過するよう案内するガイドローラを指している。

更に、柔軟物穿孔装置１は、搬送ベルト１５の走行する方向に延び、かつ複数の環形板１９のそれぞれの突起７の間の隙間に進入した規制線材４１を備える。規制線材４１は、その両端を方形枠２３の内側に固定したピン４３に掛止され、穿孔ドラム９の基材５の下側に回り込んでいる。複数の規制線材４１が互いに軸方向に並列していることが好ましい。規制線材４１の材料として、ナイロン等の柔軟な合成樹脂製の糸を適用することが好ましい。

図５，６は、穿孔ドラム９と支持部材１３の支持ローラー２７との間の広さを調整するための調整手段４５を柔軟物穿孔装置１に適用した例を示している。方形枠２３は、正面材４７、一対の側面材４９、及び背面材５１を枠組みし、一対の側面材４９の間に、２本の横架材５３を架け渡したものである。調整手段４５は、軸方向に延びる２本の螺子棒５５，５６と、摺接面５７を有するスライドカム５９，６０と、支持ローラー２７の両端を軸受けしスライドカム５９，６０のそれぞれの摺接面５７に支持された従動ベアリング６１，６２とを備える。

螺子棒５５，５６は、正面材４７、及び背面材５１に軸受けされ、手回しハンドル６３をそれぞれの端部に取り付けている。符号６５は、螺子棒５５，５６を正面材４７に固定し、又は開放するクランプ装置を指している。スライドカム５９は螺子棒５５に螺合している。螺子棒５６は、スライドカム５９を貫通しているが、スライドカム５９に接合されていない。スライドカム６０は螺子棒５６に螺合している。螺子棒５５は、スライドカム６０を貫通しているが、スライドカム５９に接合されていない。

スライドカム５９，６０は、支持ローラー２７を挟む位置で互いに軸方向から対向し、それぞれの摺接面５７は、スライドカム５９，６０の内側へ向かうに従い下降するよう傾斜している。符号６９は、横架材５３に形成された案内溝を指している。オペレータが螺子棒５５，５６を回転させる向きにより、スライドカム５９，６０は矢印Ｆ、又はＢの向きに移動する。このように移動するスライドカム５９の摺接面５７に従動ベアリング６１が案内され、従動ベアリング６１と共に支持ローラー２７の一端６７が他端６８に対して昇降する。

一方、スライドカム６０の摺接面５７に従動ベアリング６２が案内され、従動ベアリング６２と共に支持ローラー２７の他端６８が一端端６７に対して昇降する。ここまで述べた調整手段４５の動作は、支持ローラー２７の傾きを調整するために行われる。また、オペレータがスライドカム５９，６０を互いに接近する向きに移動させると、従動ベアリング６１，６２と共に支持ローラー２７は穿孔ドラム９に対して上昇する。これにより、穿孔ドラム９と支持ローラー２７との間を狭めることができる。また、オペレータがスライドカム５９，６０が互いに離れる向きに移動させると、支持ローラー２７は穿孔ドラム９に対して下降する。これにより、穿孔ドラム９と支持ローラー２７との間を広げることができる。

以上に述べた柔軟物穿孔装置１によれば、柔軟物３を搬送ベルト１５に受け止めさせ、搬送ベルト１５の走行に従わせ柔軟物３を搬送することができる。この過程で、図１に示す穿孔ドラム９の突起７が柔軟物３に突き刺さることにより、網目状に配列した複数の孔を柔軟物３に形成することができる。このため、柔軟物３が支持部材１３に擦れることはなく、柔軟物３と支持部材１３の支持板２９との間に摩擦力が生じないので、これによって柔軟物３を歪ませなくて済むという利点がある。

特に、柔軟物穿孔装置１は、穿孔ドラム９の突起７の回転する周速度に同期する速度で搬送ベルト１５を走行させるので、搬送ベルト１５によって搬送される柔軟物３を穿孔ドラム９の突起７が貫いた状態で、柔軟物３に搬送ベルト１５の走行する方向の引っ張り力が加わらない。このため、柔軟物穿孔装置１によれば、柔軟物３の形状を搬送ベルト１５の走行する方向に歪ませることなく、上記の効果を達成することができる。

また、柔軟物３に突起７が突き刺さるときに、柔軟物３が突起７から受ける下向きの力を支持部材１３が受け止め、穿孔ドラム９の突起７が搬送ベルト１５に突き刺さる高さで支持部材１３が搬送ベルト１５を支持している。このため、柔軟物３を下方へ撓ませることなく、穿孔ドラム９の突起７を柔軟物３に確実に貫通させることができる。

続いて、柔軟物３を貫通した穿孔ドラム９の突起７は、穿孔ドラム９の回転に従い上昇に転じるので、柔軟物３と突起７との間に、柔軟物３を引き上げようとする摩擦力が発生することがある。この場合、穿孔ドラム９の突起７に貫かれた柔軟物３の上方に位置する規制線材４１から柔軟物３への反力により、柔軟物３が上向きに撓むのが規制され、或いは柔軟物３が穿孔ドラム９に絡み付くのを予防することができる。また、規制線材４１は穿孔ドラム９と柔軟物３との間を遮ることがない。ここに述べた複数の規制線材４１による効果は、穿孔ドラム９の基材５の軸方向で一様に達成される。

更に、柔軟物穿孔装置１によれば、搬送ベルト１５が供給手段３１から巻取手段３３へ向かう行程で、穿孔ドラム９と支持部材１３との間を通過するので、穿孔ドラム９の突起７に一度突き刺された搬送ベルト１５の部位は巻取手段３３によって巻き取られる。このため、搬送ベルト１５は、穿孔ドラム９の突起７に一度突き刺された部位に再び柔軟物３を載せられることはないので、穿孔ドラム９の突起７が搬送ベルト１５に繰り返し突き刺さることに起因する削り屑が柔軟物３に付着することはない。

更に、柔軟物穿孔装置１は、穿孔ドラム９と支持部材１３との間の広さを調整手段４５により調整できるので、搬送ベルト１５に穿孔ドラム９の突起７が突き刺さる深さを自在に増減することができる。このため、穿孔ドラム９を突起７の長さの異なる仕様のものに交換したとき、或いは穿孔ドラム９の突起７が摩耗する等して短くなったときに、穿孔ドラム９の突起７を搬送ベルト１５に所望の深さで突き刺し、柔軟物３を下方へ撓ませることなく、穿孔ドラム９の突起７を柔軟物３に確実に貫通させることができる。

尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施することができる。穿孔ドラム９の突起７の総数、配列、個々の突起７の形状、刃幅、肉厚、及び基材５から突出する長さは、任意に設定できる事項であり、図４に示す形態に限定されるものではない。支持部材１３の支持ローラー２７、又は支持板２９の何れかを省略しても良い。柔軟物３に形成される総ての孔が柔軟物３を貫通しなくて良い。

搬送ベルト１５の削り屑が問題視されない場合、搬送ベルト１５を無端状とし、これに繰り返して穿孔ドラム９の突起７を突き刺すようにしても良い。規制線材４１、及び調整手段４５を省略しても本発明の実施が妨げられることはない。また、穿孔ドラム９の突起７の回転する周速度に対して、搬送ベルト１５の走行する速度を速く、又は遅くしても良い。この場合、柔軟物３に形成される孔の寸法を突起７の刃幅よりも拡大することができる。

本発明は、医療分野に限らず、あらゆる用途、材質、又は形状の柔軟物を加工するのに有益な技術である。

１...柔軟物穿孔装置、３，１０１...柔軟物、５...基材、７...突起、９...穿孔ドラム、１１...回動手段、１３...支持部材、１５...搬送ベルト、１７...搬送手段、１９...環形板、２１...支軸、２３...方形枠、２５...筐体、２７...支持ローラー、２９...支持板、３１...供給手段、３３...巻取手段、３４...ロール、３５...巻回軸、３７...巻取軸、３９...ガイドローラ、４１...規制線材、４３...ピン、４５...調整手段、４７...正面材、４９...側面材、５１...背面材、５３...横架材、５５，５６...螺子棒、５７...摺接面、５９，６０...スライドカム、６１，６２...従動ベアリング、...、６３...手回しハンドル、６５...クランプ装置、６７...一端、６８...他端、６９...案内溝、１０３...孔。

Claims (6)

1. 複数の孔を柔軟物に形成する柔軟物穿孔装置であって、
   水平方向に延びる円柱状の基材の軸方向、及び前記基材の周方向に、互いに隙間を空けて配列された複数の突起を有する穿孔ドラムと、
   前記穿孔ドラムをその周方向に回転させる回動手段と、
   前記穿孔ドラムの下方に配置された支持部材と、
   前記穿孔ドラムと前記支持部材との間を通過し柔軟物を載せて受け止める搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトを走行させる搬送手段とを備え、
   前記支持部材が前記搬送ベルトを前記穿孔ドラムの突起の突き刺さる高さに支持し、前記搬送ベルトによって柔軟物が搬送される過程で、前記穿孔ドラムの突起が柔軟物を貫くことを特徴とする柔軟物穿孔装置。
2. 前記搬送手段は、前記穿孔ドラムの突起の回転する周速度に同期する速度で前記搬送ベルトを走行させることを特徴とする請求項１に記載の柔軟物穿孔装置。
3. 前記搬送手段は、前記搬送ベルトを供給する供給手段と、前記供給手段から供給される搬送ベルトを巻き取る巻取手段とを備え、
   前記搬送ベルトが前記供給手段から前記巻取手段へ向かう行程で、前記穿孔ドラムと前記支持部材との間を通過することを特徴とする請求項１又は２に記載の柔軟物穿孔装置。
4. 前記搬送ベルトの走行する方向に延び、前記複数の突起の隙間に進入する複数の規制線材を柔軟物の上方に配置したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の柔軟物穿孔装置。
5. 前記複数の規制線材が互いに前記穿孔ドラムの基材の軸方向に並列していることを特徴とする請求項４に記載の柔軟物穿孔装置。
6. 前記穿孔ドラムと前記支持部材との間の広さ調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の柔軟物穿孔装置。

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