(57)【要約】【課題】弾性編地による圧力を容易に測定でき、精度の高い測定結果が得られる弾性編地の圧力測定装置及び圧力測定方法を提供する【解決手段】筒状の弾性編地１００が巻き掛けられる複数の円筒１０ａ，１０ｂと、円筒１０ａ，１０ｂのうち少なくとも１つの円筒１０ａの外周表面に設置されるセンサで、弾性編地１００が円筒１０ａを圧接する圧力を計測する圧力センサ２０と、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を変える間隔可変機構３０と、各円筒１０ａ，１０ｂを連動して回転させる回転機構４０とを備える。２つの円筒１０ａ，１０ｂに筒状の弾性編地１００を巻き掛ける工程αと、弾性編地１００が所定の伸び率となるように各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を変える工程βと、各円筒１０ａ，１０ｂを連動して回転させ、所定の伸び率の弾性編地１００の捩れを修正する工程γと、弾性編地１００による圧力を測定する工程δとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の弾性編地が巻き掛けられる複数の円筒と、
前記円筒のうち少なくとも１つの円筒の外周表面に設置されるセンサで、前記弾性編地が前記円筒を圧接する圧力を計測する圧力センサと、
前記各円筒間の間隔を変える間隔可変機構と、
前記各円筒を連動して回転させる回転機構とを備えることを特徴とする弾性編地の圧力測定装置。
【請求項２】
前記圧力センサが設置された円筒の径を変える径可変機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の弾性編地の圧力測定装置。
【請求項３】
前記円筒は、径の異なる複数の円筒を同軸状に並べた円筒群であることを特徴とする請求項２に記載の弾性編地の圧力測定装置。
【請求項４】
さらに、前記弾性編地が前記各円筒の軸方向にずれることを抑制するガイド部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性編地の圧力測定装置。
【請求項５】
前記圧力センサは、前記円筒の周方向の複数個所に設置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性編地の圧力測定装置。
【請求項６】
前記間隔可変機構は、前記全円筒に前記弾性編地が巻き掛けられた状態で、前記圧力センサの計測値が所定値以下となるとき、前記各円筒間の間隔を前記弾性編地の初期長における円筒間の間隔として設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性編地の圧力測定装置。
【請求項７】
前記圧力センサからの圧力データを取得し、前記弾性編地の伸び率と圧力の関係式を求める演算部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性編地の圧力測定装置。
【請求項８】
複数の円筒に筒状の弾性編地を巻き掛けて、該円筒のうち少なくとも１つの円筒の外周表面に設置される圧力センサ上に前記弾性編地を位置させる工程αと、
前記弾性編地が所定の伸び率となるように前記各円筒間の間隔を変える工程βと、
前記各円筒を連動して回転させ、前記所定の伸び率の弾性編地の前記各円筒に対する捩れを修正する工程γと、
前記各円筒の回転を停止し、前記捩れが修正された前記弾性編地による圧力を圧力センサにより測定する工程δとを備えることを特徴とする弾性編地の圧力測定方法。
【請求項９】
前記圧力センサが設置された円筒の径を変える工程εを備え、
前記工程εの後に、前記工程α〜工程δを行うことを特徴とする請求項８に記載の弾性編地の圧力測定方法。
【請求項１０】
同一の弾性編地を用いて、前記工程βにおいて、所定の伸び率の値を小さい値から大きい値へ、その後大きい値から小さい値へと段階的に設定し、各値を設定するごとに工程γ及び工程δを行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の弾性編地の圧力測定方法。
【請求項１１】
前記工程αにおいて、前記弾性編地を所定の伸び率超となるように前記円筒間の間隔を離した状態で該弾性編地を円筒に巻き掛け、
前記工程βにおいて、所定の伸び率となるように前記円筒間の間隔を近付けることを特徴とする請求項８又は９に記載の弾性編地の圧力測定方法。
【請求項１２】
前記工程δにおいて、前記各円筒を連動して回転させ、前記弾性編地のコース方向に沿った複数個所の圧力を測定することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の弾性編地の圧力測定方法。
【請求項１３】
弾性編地及び該弾性編地と類似の基準弾性編地において、伸び率Ｓのときの各張力Ｆｔ及びＦｓを取得する張力取得手段と、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性編地の圧力測定装置を用いて計測した前記基準弾性編地の圧力の実測値を取得する圧力取得手段と、
前記基準弾性編地における前記伸び率Ｓを含む伸び率と圧力の基準関係式Ａを導出する基準式導出手段と、
張力と圧力の関係を表す下記の理論式より前記張力Ｆｔ及びＦｓに対する各圧力を求め、各圧力の比率に従って、前記基準関係式Ａを補正して補正関係式Ｂを導出する補正式導出手段と、
前記補正関係式Ｂより、所定の伸び率のときの前記弾性編地の圧力を演算する演算手段とを備えることを特徴とする弾性編地の圧力シミュレーション装置。
Ｐ＝Ｆ／２ｒ
（Ｐ：圧力［Ｎ／ｍ２］、F：張力［Ｎ／ｍ］、ｒ：円筒の半径［ｍ］）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性編地の圧力測定装置、この圧力測定装置を用いた弾性編地の圧力測定方法、及び圧力測定装置を用いて計測した圧力の測定結果を利用した弾性編地の圧力シミュレーション装置に関する。特に、容易に測定ができ、精度の高い測定結果が得られる弾性編地の圧力測定装置及び圧力測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下肢のリンパ浮腫や静脈還流障害などの疾患には、強い圧縮力を有する医療用ストッキングなどの筒状の弾性編地を着用する圧迫療養が有効であることが知られている。この弾性編地は、医学的な診断に基づいて、患部に対して所望の圧力を付与するように設計される必要がある。例えば、特許文献１は、踝からふくらはぎ下端までの足首領域、ふくらはぎ下端から膝までの下腿領域、膝から脚の付け根までの大腿領域の順に圧力が段階的に弱められた医療用ストッキングを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１５５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
弾性編地の着用時における患部に作用する圧力は、弾性編地の糸種、編組織、編地サイズ、及び患部の形状によって変化する。よって、弾性編地の着用時を模擬して、予め様々な糸種や編組織などで編成した弾性編地による圧力を測定し、弾性編地の違いによる圧力のデータを取得する必要がある。
【０００５】
しかし、弾性編地の着用時を模擬して、所定の部位に作用する圧力を容易に測定するための測定装置及び測定方法が現状では確立されていない。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、弾性編地による圧力を容易に測定でき、精度の高い測定結果が得られる弾性編地の圧力測定装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、本発明の圧力測定装置を用いた弾性編地の圧力測定方法を提供することにある。さらに、本発明の別の目的は、本発明の圧力測定装置を用いて計測した圧力の測定結果を利用した弾性編地の圧力シミュレーション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
弾性編地の着用時を模擬して、所定の部位に作用する圧力を測定する測定方法として、例えば、下肢を模擬した１本の円筒に筒状の弾性編地を被せ、この円筒に作用する圧力を測定する方法が挙げられる。弾性編地を円筒に被せただけでは、編地に捩れが生じて、弾性編地と円筒との間の摩擦の生じる向きが不均一であるため、編地の測定場所によって圧力の測定結果にばらつきが生じる。よって、弾性編地を円筒に被せた後、編地の捩れを手で整えて、編地を馴染ませる必要がある。円筒に被せた編地が馴染むまでに要する時間は非常に長く、４日間放置する必要があるとする文献もある。
【０００８】
一方、弾性糸には、糸の伸縮と応力の関係にはヒステリシスがあり、弾性糸の伸長時と収縮（伸長回復）時では応力が異なることが知られている。発明者は、弾性糸で編成した筒状の弾性編地にも同様のヒステリシスが存在すると考え、弾性編地を円筒に被せて圧力を測定する方法を詳細に検討した。その結果、弾性編地を円筒に被せて馴染ませただけでは、弾性編地の伸長時における圧力なのか、収縮時における圧力なのか特定できないことがわかった。しかも、弾性編地を円筒に被せる際、弾性編地を伸長しながら被せた部分や、ある程度伸長した後に被せた部分が混在するため、圧力の測定結果にばらつきが生じており、ヒステリシスを考慮した測定結果を得ることは困難であることがわかった。
【０００９】
本発明者は、圧力の測定結果のばらつきを解消すべく、「弾性編地の捩れの修正」と「弾性編地の伸長と収縮の特定」を実現できる圧力測定装置を鋭意検討した。その結果、回転可能な複数の円筒を用いて、各円筒間の間隔を可変とすることで、ヒステリシスを考慮した精度の高い圧力の測定が容易に行えるとの知見を得た。本発明は、上記知見に基づくものである。
【００１０】
本発明の弾性編地の圧力測定装置は、筒状の弾性編地が巻き掛けられる複数の円筒と、円筒のうち少なくとも１つの円筒の外周表面に設置されるセンサで、弾性編地が円筒を圧接する圧力を計測する圧力センサと、各円筒間の間隔を変える間隔可変機構と、各円筒を連動して回転させる回転機構とを備える。
【００１１】
本発明の弾性編地の圧力測定装置の一形態として、圧力センサが設置された円筒の径を変える径可変機構を備える形態が挙げられる。
【００１２】
径可変機構を備える本発明の弾性編地の圧力測定装置の一形態として、円筒は、径の異なる複数の円筒を同軸状に並べた円筒群である形態が挙げられる。
【００１３】
本発明の弾性編地の圧力測定装置の一形態として、さらに、弾性編地が各円筒の軸方向にずれることを抑制するガイド部を備える形態が挙げられる。
【００１４】
本発明の弾性編地の圧力測定装置の一形態として、圧力センサは、円筒の周方向の複数個所に設置されている形態が挙げられる。
【００１５】
本発明の弾性編地の圧力測定装置の一形態として、間隔可変機構は、全円筒に弾性編地が巻き掛けられた状態で、圧力センサの計測値が所定値以下となるとき、各円筒間の間隔を弾性編地の初期長における円筒間の間隔として設定する形態が挙げられる。
【００１６】
本発明の弾性編地の圧力測定装置の一形態として、圧力センサからの圧力データを取得し、弾性編地の伸び率と圧力の関係式を求める演算部を備える形態が挙げられる。
【００１７】
本発明の弾性編地の圧力測定方法は、以下の工程α〜工程δを備える。
［工程α］…複数の円筒に筒状の弾性編地を巻き掛けて、該円筒のうち少なくとも１つの円筒の外周表面に設置される圧力センサ上に弾性編地を位置させる。
［工程β］…弾性編地が所定の伸び率となるように各円筒間の間隔を変える。
［工程γ］…各円筒を連動して回転させ、所定の伸び率の弾性編地の各円筒に対する捩れを修正する。
［工程δ］…各円筒の回転を停止し、捩れが修正された弾性編地による圧力を圧力センサにより測定する。
【００１８】
本発明の弾性編地の圧力測定方法の一形態として、圧力センサが設置された円筒の径を変える工程εを備え、工程εの後に、工程α〜工程δを行う形態が挙げられる。
【００１９】
本発明の弾性編地の圧力測定方法の一形態として、同一の弾性編地を用いて、工程βにおいて、所定の伸び率の値を小さい値から大きい値へ、その後大きい値から小さい値へと段階的に設定し、各値を設定するごとに工程γ及び工程δを行う形態が挙げられる。
【００２０】
本発明の弾性編地の圧力測定方法の一形態として、工程αにおいて、弾性編地を所定の伸び率超となるように円筒間の間隔を離した状態で該弾性編地を円筒に巻き掛け、工程βにおいて、所定の伸び率となるように円筒間の間隔を近付ける形態が挙げられる。
【００２１】
本発明の弾性編地の圧力測定方法の一形態として、工程δにおいて、各円筒を連動して回転させ、弾性編地のコース方向に沿った複数個所の圧力を測定する形態が挙げられる。
【００２２】
本発明の弾性編地の圧力シミュレーション装置は、以下の手段を備える。
［張力取得手段］…弾性編地及び該弾性編地と類似の基準弾性編地において、伸び率Ｓのときの各張力Ｆｔ及びＦｓを取得する。
［圧力取得手段］…本発明の弾性編地の圧力測定装置を用いて計測した基準弾性編地の圧力の実測値を取得する。
［基準式導出手段］…基準弾性編地における伸び率Ｓを含む伸び率と圧力の基準関係式Ａを導出する。
［補正式導出手段］…張力と圧力の関係を表す下記の理論式より張力Ｆｔ及びＦｓに対する各圧力を求め、各圧力の比率に従って、基準関係式Ａを補正して補正関係式Ｂを導出する。
［演算手段］…補正関係式Ｂより、所定の伸び率のときの弾性編地の圧力を演算する。
Ｐ＝Ｆ／２ｒ
（Ｐ：圧力［Ｎ／ｍ２］、F：張力［Ｎ／ｍ］、ｒ：円筒の半径［ｍ］）
【発明の効果】
【００２３】
本発明の弾性編地の圧力測定装置によれば、複数の円筒に弾性編地を巻き掛けた状態で、回転機構を用いることで、容易に弾性編地の捩れを修正でき、数分以内で編地を馴染ませることができる。ここで言う「弾性編地の捩れを修正し、編地を馴染ませる」とは、理想的には、弾性編地の編目の向きを揃え、弾性編地と各円筒との間の摩擦の生じる向きを実質的に均一にする、ということである。また、回転機構を用いることで、確実に弾性編地の捩れを修正することができるため、編地の測定場所によらず精度の高い圧力測定ができる。
【００２４】
本発明の弾性編地の圧力測定装置によれば、複数の円筒に弾性編地を巻き掛けた状態で、間隔可変機構を用いることで、容易に弾性編地の伸縮ができる。所望の伸び率の圧力を測定する際に、弾性編地の初期長から弾性編地を伸長する過程での圧力と、伸長した状態から弾性編地を収縮する過程での圧力とを測定できるため、弾性編地のヒステリシスを考慮した精度の高い圧力測定ができる。
【００２５】
本発明の弾性編地の測定方法によれば、本発明の圧力測定装置を用いることで、弾性編地のヒステリシスを考慮して、所望の伸び率における弾性編地の圧力を容易に測定でき、精度の高い測定結果を得ることができる。
【００２６】
本発明の弾性編地の圧力シミュレーション装置は、本発明の圧力測定装置を用いて計測した弾性編地の圧力の実測値を理論式と組み合わせることで、上記類似の弾性編地の圧力を実測せずにシミュレーションによって得ることができる。ここで言う「類似の弾性編地」とは、例えば、色（染料）のみが異なる同種の糸を用いて同条件で編成した弾性編地や同条件の弾性編地でロットが違う弾性編地などが挙げられる。若干の違いを有する複数の弾性編地の場合、一方の弾性編地の実測値を基準に補正を行った値を、他方の弾性編地の圧力値として用いることができるため、測定時間の短縮が図れる。一方の弾性編地の実測は本発明の圧力測定装置を用いて行っているため、精度の高いシミュレーション結果を得ることができると期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る弾性編地の圧力測定装置の概略図を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図１の圧力測定装置で用いた円筒の変形例を示す断面図である。
【図３】図１の圧力測定装置の各円筒間の距離と弾性編地の伸び率との関係を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る弾性編地の圧力測定装置で測定できる弾性編地の一例を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る弾性編地の圧力シミュレーション装置を用いて行うシミュレーションの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態に係る弾性編地の圧力測定装置と圧力測定方法を図面に基づいて説明する。本発明の実施形態は、筒状の弾性編地の着用時を模擬して、所定の部位に付与される該弾性編地による圧力を測定する測定装置及び測定方法である。まず、圧力測定装置１の構成について説明し、その後、圧力測定装置１を用いた弾性編地１００の圧力測定方法について説明する。図面において同一符号は同一部材を示す。
【００２９】
［圧力測定装置］
圧力測定装置１は、図１に示すように、２つの円筒１０ａ，１０ｂと、一方の円筒１０ａの外周表面に設置される圧力センサ２０とを備える。そして、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を変える間隔可変機構３０と、各円筒１０ａ，１０ｂを連動して回転させる回転機構４０とを備える。本実施形態では、さらに、円筒の径を変える径可変機構５０と、測定結果より弾性編地１００に係る圧力の関係式を求める演算部６０とを備える。弾性編地１００は、２つの円筒１０ａ，１０ｂが内接されるように配置される。
【００３０】
（円筒）
円筒１０ａ，１０ｂは、筒状の弾性編地１００が巻き掛けられるように配置されており、ここでは、同じ径の円筒で構成されている。円筒１０ａ，１０ｂの径は、例えば直径で５ｃｍ〜３０ｃｍが挙げられる。これは、弾性編地１００が下肢のリンパ浮腫などの疾患に対応した医療用ストッキングである場合、足首から太腿までの各部位における周長を考慮した値である。円筒の形態として、中実の丸棒や、中空のパイプなどが挙げられる。軽量化や後述する回転機構の負荷を考慮すると中空のパイプが好ましい。
【００３１】
円筒１０ａ，１０ｂの材質は、鉄、鋼、ステンレス、アルミニウムなどの金属や、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ナイロン、フッ素樹脂などの樹脂、さらにはＦＲＰ（繊維強化プラスチック）などの複合材料が利用できる。弾性編地１００との滑り抵抗が小さい点を考慮すれば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂が好適で、人体の皮膚と同様の滑り抵抗を有する点を考慮すれば、鉄または塩化ビニルが好適である。円筒１０ａ，１０ｂの表面性状は、弾性編地１００を各円筒１０ａ，１０ｂに巻き掛けた際の捩れの修正の容易性を考慮すると、滑り抵抗が低いこと、つまり滑らかであることが好ましい。滑り抵抗が低く、かつ人体の皮膚と同様の滑り抵抗を有する円筒として、例えば、塩化ビニルなどの表面潤滑性に優れる樹脂を用いて円筒を形成し、その円筒の表面に先鋭でない微細な凹凸を形成することが挙げられる。
【００３２】
圧力測定装置１で測定する弾性編地１００として、弾性編地１００のウエール方向の幅（図１（Ａ）の上下方向の寸法）が５ｃｍ〜１５ｃｍの編地を想定しており、円筒１０ａ，１０ｂは、この弾性編地１００を巻き掛けられる高さを有する。
【００３３】
円筒１０ａ，１０ｂは、弾性編地１００が各円筒１０ａ，１０ｂの軸方向にずれることを抑制するガイド部としてガイド溝１１を備える。ガイド溝１１は、弾性編地１００のウエール方向の幅よりも僅かに広い長さの溝が各円筒１０ａ，１０ｂの円周に亘って形成されている。溝の深さは、各円筒１０ａ，１０ｂの回転によって弾性編地１００がずれない程度であればよい。ここでは、ガイド溝１１で弾性編地１００のずれを抑制しているが、各円筒１０ａ，１０ｂ間に弾性編地１００における図１（Ａ）の上下を押える押え（図示せず）を設置してもよい。
【００３４】
ここでは、２つの円筒１０ａ，１０ｂを用いているが、３つ以上の円筒を用いてもよい。その場合、弾性編地１００は、全ての円筒が内接されるように配置される。
【００３５】
（圧力センサ）
圧力センサ２０は、弾性編地１００が円筒を圧接する圧力を測定する。ここでは、図１（Ｂ）に示すように、円筒１０ａの外周表面の周方向に６個の圧力センサ２０が等間隔に設置されている。圧力センサ２０として、例えば、エアパック式接触圧センサなどが挙げられる。
【００３６】
ここでは、圧力センサ２０は円筒１０ａにのみ設置されているが、円筒１０ｂにも設置してもよい。圧力センサ２０は、少なくとも１個設置されていることで測定は可能である。図１（Ｂ）に示すように、円筒１０ａの周方向に複数個設置されることで、後述するように各円筒１０ａ，１０ｂを回転させたとき、弾性編地１００のコース方向に沿って複数個所の圧力を効率的に測定できる。また、円筒１０ａの軸方向に複数個設置されていてもよい。本実施形態では、ガイド溝１１の幅（図１（Ａ）の高さ方向）の中央部に合計６つの圧力センサ２０が円筒１０ａの周方向に等間隔で設置されている。
【００３７】
（間隔可変機構）
間隔可変機構３０は、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を変える。ここで言う各円筒間の間隔とは、各円筒の中心間の距離（図３のＬ０やＬ）である。弾性編地１００が円筒１０ａ，１０ｂに巻き掛けられた状態で、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を変えることで、弾性編地１００は伸縮し、後述するように伸び率が変わる。よって、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を変えて、弾性編地１００が円筒１０ａに対して作用する圧力を測定することで、弾性編地１００の伸び率に対する圧力を測定することができる。
【００３８】
間隔可変機構３０には手動と自動がある。手動の場合、各円筒１０ａ，１０ｂの少なくとも一方を直接動かすことが挙げられる。このとき、各円筒１０ａ，１０ｂの少なくとも一方に、弾性編地１００に掛からないようにレバーを設置してもよい。自動の場合、各円筒１０ａ，１０ｂの少なくとも一方にモータなどのアクチュエーターを備えて円筒１０ａ，１０ｂを駆動することが挙げられる。このとき、各円筒１０ａ，１０ｂにそれぞれモータを備えてもよいし、１つのモータで各円筒１０ａ，１０ｂを連動してもよい。
【００３９】
間隔可変機構３０が自動の場合、例えば、一端側に右ネジ領域、他端側に左ネジ領域を有するボールネジと、左右の各ネジ領域の各々に螺合されるスライダと、ボールネジを回転させるアクチュエーターとを備える構成が挙げられる。各円筒１０ａ，１０ｂは各スライダに取り付ける。モータなどのアクチュエーターの駆動によりボールネジを回転させることで、各スライダを近接及び離反させることができ、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を広げたり狭めたりできる。この場合、モータは１つでよい。他に、直線レールと、直線レールに沿ってスライドするスライダと、直線レールの両端部に配置されるローラと、各ローラの少なくとも一方を回転させるアクチュエーターと、両ローラ間に巻き掛けられ、スライダとの連結部を有する駆動ストリングとを有するユニットを複数備える構成が挙げられる。２組のユニットを各組の直線レールが同一直線上に並ぶように配置し、各円筒１０ａ，１０ｂをそれぞれ各ユニットのスライダに取り付ける。モータなどのアクチュエーターの駆動により各ユニットのローラを互いに逆方向に回転させることで、各ユニットのスライダを近接及び離反させることができ、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を広げたり狭めたりできる。この場合、モータは２つ必要となる。また、ピニオンと、ピニオンを回転させるアクチュエーターと、ピニオンに噛合するラックとを有するユニットを複数備える構成が挙げられる。各ユニットのラックを同一直線上に並ぶように配置し、各円筒１０ａ，１０ｂをそれぞれ各ユニットのラックに取り付ける。モータなどのアクチュエーターの駆動により各ユニットのピニオンを互いに逆方向に回転させることで、各ユニットのラックを近接及び離反させることができ、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を広げたり狭めたりできる。この場合も、モータは２つ必要となる。
【００４０】
間隔可変機構３０は、各円筒１０ａ，１０ｂに弾性編地１００が巻き掛けられた状態で、圧力センサ２０の計測値が所定値以下となるときの各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を、弾性編地１００の初期長における円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔として設定する機能を有する。初期長については後述する。
【００４１】
本発明の圧力測定装置１は、弾性編地１００が円筒１０ａ，１０ｂに巻き掛けられた状態で、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を変えることで、弾性編地１００は伸縮するが、この伸縮により各円筒１０ａ，１０ｂ間に作用する張力を測定する張力測定機構（図示せず）も備える。例えば、ロードセルを各円筒１０ａ，１０ｂ又はその支持部に設置し、各円筒１０ａ，１０ｂや支持部に生じた歪みを測定することで張力を測定することができる。
【００４２】
ここでは、２つの円筒１０ａ，１０ｂを用いているが、３つ以上の円筒の場合、各円筒で形作られる多角形の中心から放射状となるように各円筒間の間隔を変えることが好ましい。特に、円筒が３つ以上の場合、各円筒は正多角形の頂点に相当する位置に配置することが好ましい。
【００４３】
（回転機構）
回転機構４０は、各円筒１０ａ，１０ｂを連動して同じ周速度で回転させる。この回転によって、弾性編地１００の編目の向きを揃え、弾性編地１００と各円筒１０ａ，１０ｂとの間の摩擦の生じる向きを実質的に均一にできるため、各円筒１０ａ，１０ｂに掛かる張力を均一にできる。各円筒１０ａ，１０ｂの回転は同期させることが好ましい。各円筒１０ａ，１０ｂの回転は、それぞれ軸を中心に時計回り及び反時計回りのどちらにも回転可能である。弾性編地１００が各円筒１０ａ，１０ｂに巻き掛けられた状態で、各円筒１０ａ，１０ｂを同期回転させることで、弾性編地１００の編目の向きを揃えることができ、弾性編地１００と各円筒１０ａ，１０ｂとの間の摩擦の生じる向きを実質的に均一にできる。つまり、弾性編地１００の捩れを修正し、弾性編地１００を馴染ませることができる。各円筒１０ａ，１０ｂの回転方向は、時計回り及び反時計回りのいずれか一方でも構わない。
【００４４】
回転機構４０には手動と自動がある。手動の場合、各円筒１０ａ，１０ｂの少なくとも一方に弾性編地１００が掛からないようにレバーを設置して、このレバーを回すことで各円筒１０ａ，１０ｂを連動させて同期回転させることが挙げられる。自動の場合、各円筒１０ａ，１０ｂの双方にモータなどのアクチュエーターを備えて円筒１０ａ，１０ｂを回転させることが挙げられる。他に、１つのモータの動力を、伝動ベルトなどの巻掛伝導部材を介して両円筒１０ａ，１０ｂに伝達させることで、で各円筒１０ａ，１０ｂを連動して回転させてもよい。
【００４５】
（径可変機構）
径可変機構５０は、圧力センサ２０が設置された円筒１０ａの径を変える。径可変機構５０は、上述したように直径で５ｃｍ〜３０ｃｍの間を５ｃｍ区切りで径を設定して円筒１０ａの径を変えることが挙げられる。例えば、図２に示すように、円筒１０ａを径の異なる複数の円筒を同軸状に並べた円筒群とし、所望の径の円筒に弾性編地１００を巻き掛けることが挙げられる。この場合、各径の円筒にはガイド溝１１が形成されており、圧力センサ２０が設置されている。
【００４６】
径可変機構５０は、圧力センサが設置されていない円筒１０ｂにも備わっていてもよい。弾性編地１００が巻き掛けられている全円筒１０ａ，１０ｂに径可変機構５０が備わっていることで、全円筒１０ａ，１０ｂの径を同じにでき、回転機構４０によって各円筒１０ａ，１０ｂを回転させたとき、弾性編地１００が馴染み易い。また、全円筒１０ａ，１０ｂの径が同じであることで、各円筒１０ａ，１０ｂの周速度を個別に駆動制御しなくても、簡単な機構で連動して同じ周速度で回転できる。
【００４７】
（演算部）
演算部６０は、圧力センサ２０からの圧力データを取得し、弾性編地１００の伸び率と圧力の関係式を求める。間隔可変機構３０によって各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を変えると、弾性編地１００の伸び率が変わり、円筒１０ａ，１０ｂに作用する圧力も変わる。また、弾性編地１００のある伸び率での圧力は、弾性編地１００を伸長する過程で測定した場合と、伸長した状態から収縮する過程で測定した場合とでは、弾性編地１００にヒステリシスがあるため測定結果が異なる。よって、弾性編地１００の伸び率と圧力の関係式を求めておくことで、弾性編地１００の所望の伸び率でのヒステリシスを考慮した圧力を把握することができる。
【００４８】
［弾性編地］
本発明の実施形態に係る弾性編地の圧力測定装置１で計測した圧力結果に基づいて編成したリンパ浮腫治療のための医療用ストッキング２００の例を図４に示す。医療用ストッキング２００は、足指の付け根から土踏まずまでの領域Ａと、領域Ａの上側に連続する土踏まずから踝までの領域Ｂと、領域Ｂの上側に連続する踝からふくらはぎ下端までの領域Ｃと、領域Ｃの上側に連続するふくらはぎ下端から膝までの領域Ｄと、領域Ｄに連続する膝から脚の付け根までの領域Ｅを備え、領域Ａから領域Ｅにかけて順に圧力が段階的に弱められている。
【００４９】
医療用ストッキング２００を作製するにあたり、領域Ａ〜領域Ｅに分割した各領域において、圧力測定装置１を用いて所望の圧力となるための編地条件を予め調べておくことができる。特に、圧力測定装置１は、弾性編地のヒステリシスを考慮した圧力を測定できるため、各領域において、圧力を変えるだけでなく、ある伸び率での最高圧力及び最低圧力を設定した編地条件を予め調べておくことができる。他にも、むくみ対策用のストッキングに有効な圧力測定にも、本実施形態の圧力測定装置１を利用できる。
【００５０】
［伸び率について］
弾性編地１００の伸び率について図３を参照して説明する。図３では、２つの円筒１０ａ，１０ｂに筒状の弾性編地１００が巻き掛けられた状態を示す。まず、各円筒を見たとき、円筒の周方向で弾性編地と接している接触長における中心から隣り合う円筒における同様の接触長の中心までの長さを基準長と定義する。円筒１０ａの半径をｒａ、円筒１０ｂの半径をｒｂ、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔をＬとするとき、基準長ｌ＝Ｌ＋｛（１／２）π（ｒａ＋ｒｂ）｝となる。次に、弾性編地１００が初期基準長ｌ０からある基準長ｌまで伸びたときの変化率を伸び率Ｓと定義する。このとき、伸び率Ｓ＝（ｌ−ｌ０）／ｌ０となる。初期基準長ｌ０における円筒間の間隔をＬ０、初期基準長ｌにおける円筒間の間隔をＬとすると、伸び率Ｓ＝（Ｌ−Ｌ０）／｛Ｌ０＋（１／２）π（ｒａ＋ｒｂ）｝となる。つまり、弾性編地１００を所定の伸び率Ｓとするには、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を、初期基準長ｌ０における円筒間の間隔Ｌ０からＬに変えればよい。
【００５１】
ここで、初期基準長ｌ０における円筒間の間隔Ｌ０は、以下のようにして設定することができる。まず、各円筒１０ａ，１０ｂに弾性編地１００を巻き掛ける。間隔可変機構３０によって各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を大きくして、弾性編地１００を伸ばす。弾性編地１００をある程度伸ばしたら、各円筒１０ａ，１０ｂを停止する。その後、各円筒１０ａ，１０ｂを同期回転させ、弾性編地１００の捩れを修正し、弾性編地１００を馴染ませる。次に、弾性編地１００の圧力が約２６７Ｐａ（２ｍｍＨｇ）以下となるまで各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔を小さくし、弾性編地１００を収縮する。弾性編地１００の圧力が約２６７Ｐａ以下となったときの各円筒１０ａ，１０ｂの間隔を初期基準長ｌ０における円筒間の間隔Ｌ０とする。
【００５２】
［圧力測定方法］
次に、上述した本発明の実施形態に係る弾性編地の圧力測定装置１を用いた弾性編地１００の圧力測定方法について説明する。所定の伸び率の弾性編地１００の圧力を測定するにあたり、上述したように、その弾性編地１００の初期基準長ｌ０における各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔Ｌ０を把握してから以下の測定を行う。
【００５３】
（弾性編地の配置工程α）
２つの円筒１０ａ，１０ｂに筒状の弾性編地１００を巻き掛けて、圧力センサ２０上に弾性編地１００を位置させる。このとき、弾性編地１００は、各円筒１０ａ，１０ｂに形成されたガイド溝１１に嵌めて、各円筒１０ａ，１０ｂの軸方向にずれることを抑制する。
【００５４】
（円筒間隔の変更工程β）
弾性編地１００が所定の伸び率となるように、間隔可変機構３０によって、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔をＬ０からＬ（図３参照）に変える。伸び率は１０％〜１００％の間を１０％区切りで設定することが好ましい。これは、弾性編地１００が下肢のリンパ浮腫などの疾患に対応した医療用ストッキングである場合を考慮しており、伸び率が高い程強い圧力を与えることができる。弾性編地１００が所定の伸び率となったら各円筒１０ａ，１０ｂを固定する。
【００５５】
ここでは、伸び率を１０％〜１００％の間で１０％区切りとし、１０％から１００％まで段階的に大きくなるように設定し、１００％まで設定したらその後は１０％まで段階的に小さくなるように設定する。この設定値ごとに、後述する工程γ及び工程δを行うことで、同一の弾性編地１００において、弾性編地の初期基準長から弾性編地を伸長する過程での圧力と、その伸長した後収縮する過程での圧力とを効率的に測定できる。
【００５６】
（円筒の回転工程γ）
各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔をＬに保った状態で、回転機構４０によって各円筒１０ａ，１０ｂを同期回転させる。各円筒１０ａ，１０ｂの回転は、時計回り及び反時計周りの双方に行うことが好ましい。特に、時計回り及び反時計周りを交互に微小回転させながら、弾性編地１００が時計回り及び反時計周りの少なくとも一方向に一周するように、各円筒１０ａ，１０ｂを回転させることが好ましい。そうすることで、弾性編地１００の全体に亘って、捩れを修正して馴染ませることができる。各円筒１０ａ，１０ｂの回転は、約１分行うことが好ましい。
【００５７】
（測定工程δ）
弾性編地１００が馴染んだ状態で各円筒１０ａ，１０ｂを停止し、弾性編地１００の圧力を圧力センサ２０により測定する。測定は、円筒１０ａの周方向で弾性編地１００と接している接触長における中心位置（図１（Ｂ）のａの位置）で行うことが好ましい。この場合、工程γにおける各円筒１０ａ，１０ｂの回転は、最終的に円筒１０ａのセンサ２０が上記中心位置に配置されるように行う。
【００５８】
弾性編地１００のある一点で圧力測定ができたら、各円筒１０ａ，１０ｂを同期回転させ、複数の圧力センサ２０のうち、先ほど測定した圧力センサ２０とは別の圧力センサ２０を上記中心位置に配置し、この圧力センサ２０で圧力測定を行う。この動作を弾性編地１００の周長に亘って行うことで、弾性編地１００のコース方向に沿った複数個所で圧力測定を行うことができる。
【００５９】
（円筒径の変更工程ε）
径可変機構５０によって、各円筒１０ａ，１０ｂの径を変える。ここでは、圧力センサ２０が設置されていない円筒１０ｂの径も円筒１０ａの径と合わせて変える。径可変機構５０が、径の異なる複数の円筒を同軸状に並べた円筒群（図２）の場合、所望の径の円筒に弾性編地１００を着けかえる。このとき、弾性編地１００は、異なる径の円筒を用いて測定した弾性編地とは異ならせることが好ましい。弾性編地には伸縮と張力の関係にヒステリシスがあるため、異なる径で測定した弾性編地を用いると、該径での弾性編地のヒステリシスの影響を受ける虞がある。よって、高精度の測定を行うために、各円筒１０ａ，１０ｂの径を変える際は、弾性編地１００も変えることが好ましい。この弾性編地１００は、先に測定した弾性編地１００と全く同条件で編成された編地である。工程εの後は、上述した工程α〜工程δを行う。
【００６０】
＜実施形態２＞
実施形態１では、同一の弾性編地１００において、弾性編地の初期基準長から弾性編地を伸長する過程での圧力と、その伸長した状態から収縮する過程での圧力とを測定することで、ヒステリシスの伸長と収縮の両方の圧力を測定する方法について説明した。これに対して、ヒステリシスの収縮する過程での圧力のみを測定することもできる。
【００６１】
所定の伸び率となるときの各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔がＬの場合、工程αでは、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔をＬよりも大きいＬ１に設定した状態で、２つの円筒１０ａ，１０ｂに弾性編地１００を巻き掛ける。このとき、弾性編地１００の伸び率は、所定の伸び率よりも大きい伸び率となっている。次に、各円筒１０ａ，１０ｂ間の間隔をＬ１からＬに変え、弾性編地１００の伸び率を所定の伸び率とする。その後の工程γ及び工程δは実施形態１と同様である。
【００６２】
＜実施形態３＞
実施形態１の圧力測定装置１を用いて計測した弾性編地の圧力の実測値を用いて、類似の弾性編地の圧力を実測せずにシミュレーションによって得ることができる。例えば、色のみが異なる同種の糸を用いて同条件で編成した弾性編地では、色（染料）の違いによって編地に若干の特性の違いがでることがある。他に、同種の糸を用いても素材の僅かな差や編地を編成する環境などが起因して、編糸のロットや編地のロットの違いによって編地に若干の特性の違いがでることがある。このように若干の違いを有する弾性編地の場合、一方の弾性編地の圧力を実測し、他方の弾性編地の圧力を一方の弾性編地の圧力の実測値を用いてシミュレーションしても問題はないと考えられる。ここでは、赤色の糸及び黒色の糸で編成した同じ寸法及び同じ編組織の各弾性編地を用いて、赤色の糸で編成した弾性編地の圧力を実測し、黒色の糸で編成した弾性編地の圧力をシミュレーションする。本実施形態の圧力シミュレーション装置は、コンピュータ内に、以下の張力取得手段、圧力取得手段、基準式導出手段、補正式導出手段、及び演算手段が組み込まれた装置である。
【００６３】
（張力取得手段）
赤色及び黒色の各弾性編地において、伸び率Ｓのときの各張力Ｆｔ及びＦｓを取得する。弾性編地の伸び率Ｓにおける張力Ｆは、例えば、本発明の実施形態に係る弾性編地の圧力測定装置１と同様の装置を用いて測定できる。つまり、弾性編地を伸び率Ｓに設定した状態のときの張力が測定できればよく、上述の圧力測定装置１に設けた張力測定機構で測定することの他、市販の引張試験装置を用いて測定することもできる。
【００６４】
（圧力取得手段）
実施形態１の圧力測定装置１を用いて赤色の弾性編地の圧力を測定し、その圧力の実測値を取得する。この実測値は、後述する基準関係式Ａを導出するのに必要であり、高精度の基準関係式Ａを導出するために、様々な伸び率における圧力の実測値を取得することが好ましい。伸び率は、張力取得手段で取得した張力を測定した際に設定した伸び率Ｓを含む。
【００６５】
上述した張力及び圧力の取得は、自動でも手動でもよい。手動の場合、コンピュータにキーボードなどで各値を手入力することが挙げられる。自動の場合、圧力測定装置１及び張力測定装置とコンピュータとが繋がっており、各装置で得られた値を自動でコンピュータに送信することが挙げられる。
【００６６】
（基準式導出手段）
赤色の弾性編地における伸び率と圧力の基準関係式Ａを導出する。例えば、図５に示すように、伸び率２０％〜１００％における伸び率を１０％区切りで測定した圧力を取得すれば、伸び率が大きくなるに従い圧力も大きくなるような傾きを有する基準関係式Ａを導出できる。
【００６７】
（補正式導出手段）
円筒に作用する圧力は、Ｐ＝Ｆ／２ｒ（Ｐ：圧力［Ｎ／ｍ２］、F：張力［Ｎ／ｍ］、ｒ：円筒の半径［ｍ］）の理論式で求めることができる。この理論式より、張力取得手段で取得した赤色及び黒色の各弾性編地における各張力Ｆｔ及びＦｓに対する各圧力Ｐｔ及びＰｓを求めることで、Ｐｔ＝αＰｓ（α＝Ｆｔ／Ｆｓ）の関係式が得られる。図５に示すように、赤色の弾性編地の圧力の実測値から得られた基準関係式Ａにαを掛けることで補正関係式Ｂを導出できる。
【００６８】
（演算手段）
得られた補正関係式Ｂより、黒色の弾性編地の所定の伸び率のときの圧力を演算することができる。
【００６９】
このシミュレーション装置は、例えば、弾性編地の試作品などの中間製品における傾向把握のために用いることが好ましい。
【符号の説明】
【００７０】
１  圧力測定装置
１０ａ，１０ｂ  円筒  １１  ガイド溝
２０  圧力センサ
３０  間隔可変機構  ４０  回転機構  ５０  径可変機構  ６０  演算部
１００  弾性編地
２００  医療用ストッキング
【図１】
2014209065.tif 000003
【図２】
2014209065.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014209065.tif 000006
【図５】
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