(57)【要約】【課題】連結体の変位により対象部材を弾性変形させる場合に、対象部材の状態に拘らず、対象部材に外力を付与したときに当該外力の大きさに応じて対象部材を弾性的に変位させること。【解決手段】本発明の弾性変形機構１０は、弾性変形可能な軟素材からなる舌部材１１と、舌部材１１に連なるとともに、弾性変形可能な軟素材からなり、舌部材１１よりもヤング率が大きく設定された連結体１３と、舌部材１１が巻回されるプーリ１５と、プーリ１５に対して舌部材１１を巻き取り及び繰り出し可能にプーリ１５を回転させるモータ１６とを備えている。この弾性変形機構１０では、連結体１３の変位によって舌部材１１を弾性変形させるとともに、舌部材１１に外力を与えたときに、連結体１３の弾性によって舌部材１１が変位可能になっている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性変形可能な軟素材からなる対象部材と、当該対象部材に連なる連結体と、当該連結体を変位させる駆動装置とを備え、前記連結体の変位によって前記対象部材を弾性変形させる軟素材の弾性変形機構において、
前記連結体は、弾性変形可能な軟素材からなり、前記対象部材よりもヤング率が大きく設定されていることを特徴とする軟素材の弾性変形機構。
【請求項２】
前記連結体は、前記対象部材に外力を与えたときに、前記対象部材を変位させる弾性を有することを特徴とする軟素材の弾性変形機構。
【請求項３】
前記連結体は、前記対象部材の変形状態に拘らず、前記対象部材に同一の外力を与えたときに、当該対象部材の変位がほぼ一定となる弾性を有することを特徴とする請求項２記載の軟素材の弾性変形機構。
【請求項４】
前記連結体は、前記対象部材と接触する表面部分から厚み方向に向かって次第にヤング率が大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の軟素材の弾性変形機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟素材からなる対象部材を弾性変形させるための弾性変形機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、医師や救急救命士等の訓練者によって行われる気管挿管手技を客観的に評価するための気管挿管訓練装置を既に提案している（特許文献１等参照）。ところで、実際に気管挿管を行う際には、各患者それぞれにより、舌の前後方向中央部分の盛り上がり状態が変わり、口外から喉奥の口蓋垂の見え具合が異なる。当該見え具合は、気管挿管時の気道確保のための喉頭鏡の操作に関係し、気管挿管手技において考慮すべき事項の一つである。ところが、前記気管挿管訓練装置には、患者の舌を模擬した舌部の前記盛り上がり状態を変える機構を備えておらず、よりリアルな気管挿管訓練を行うためには、前記機構が必要となる。当該機構としては、例えば、特許文献２、３等に開示されているように、軟素材からなる舌部にワイヤ、シリンダ等の剛体を接続し、当該剛体を変位させることで舌部を弾性変形させる機構がある。その他、舌部の裏面側にバルーンを付設し、当該バルーンの膨らみ具合によって舌部の前記盛り上がり状態を変える機構も考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６４８２４号公報
【特許文献２】特開２００４−３３３６５５号公報
【特許文献３】特開２００４−２３３５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記剛体の変位によって舌部を変形させる前述の機構にあっては、気道を確保するために舌部に喉頭鏡を当てて舌部を押し上げる手技の際に、舌部に接続された剛体の存在によって舌部の変位が阻害されることになり、実際の患者に対する感覚とは大きく異なってしまう。また、舌部のうち剛体が接続する部位付近は、当該剛体によってその周囲よりも硬くなり、舌部に喉頭鏡を当てたときに実際の舌の状態と異なることにもなる。更に、舌部の裏面側にバルーンを付設する前述の機構は、バルーンの膨らみ具合で舌部の前記盛り上がり状態を変えるが、バルーンの膨らみ具合により喉頭鏡で舌部を押すときの硬さが変わってしまい、前記盛り上がり状態に拘らずほぼ一定となる実際の舌の硬さ状態を再現することができない。従って、前述した従来の機構では、実際の患者の舌の状態に近くなるように、その前記盛り上がり状態を任意に変えることができない。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目して案出されたものであり、その目的は、連結体の変位により対象部材を弾性変形させる場合に、対象部材の状態に拘らず、対象部材に外力を付与したときに当該外力の大きさに応じて対象部材を弾性的に変位させることができる軟素材の弾性変形機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、弾性変形可能な軟素材からなる対象部材と、当該対象部材に連なる連結体と、当該連結体を変位させる駆動装置とを備え、前記連結体の変位によって前記対象部材を弾性変形させる軟素材の弾性変形機構において、前記連結体は、弾性変形可能な軟素材からなり、前記対象部材よりもヤング率が大きく設定されていることを特徴とする、という構成を主として採用している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、対象部材の弾性変形状態に拘らず、対象部材に外力を付与したときには、連結体の弾性によって対象部材に柔軟性を保持させながら、外力の大きさに応じて対象部材を変位させることができる。つまり、対象部材は、連結体の変位に応じて自身の弾性変形が行われ、外力が付与されたときに、連結体の弾性に応じた変位がなされる。
【０００８】
また、連結体は剛体で構成されないため、対象部材と連結体との接続部位付近を周囲よりも硬くすることなく、対象部材の柔軟性を全体に亘って確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用された気管挿管訓練装置の下顎部の周辺の概略縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う方向の概略横断面図。
【図３】図１の状態から舌部材の中央付近を上方に突出させた状態を示す下顎部の周辺の概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
本実施形態では、特に限定されるものではないが、本発明に係る弾性変形機構が気管挿管訓練装置に適用され、気管挿管訓練装置の舌部分を変位、変形させるように機能する。図１には、前記気管挿管訓練装置の下顎部Ｊの周辺の概略縦断面図が示され、図２には、図１のＡ−Ａ線に沿う方向の概略横断面図が示されている。これらの図において、前記弾性変形機構１０は、弾性変形可能な対象部材としての舌部材１１と、下顎部Ｊに取り付けられた駆動装置１２と、舌部材１１と駆動装置１２を連結する帯状の連結体１３とを備えて構成されている。
【００１２】
前記舌部材１１は、シリコン等の軟素材によって縦断面視アーチ状に形成されており、図１中左側の口外側に位置する先端部１１Ａと同図中右側の喉側に位置する後端部１１Ｂがそれぞれ移動不能に下顎部Ｊに固定されている。
【００１３】
前記駆動装置１２は、舌部材１１が巻回されるプーリ１５と、プーリ１５に対して舌部材１１を巻き取り及び繰り出し可能にプーリ１５を回転させるモータ１６とを備えている。
【００１４】
前記連結体１３は、弾性変形可能なシリコン等の軟素材により形成され、舌部材１１よりもヤング率が大きく設定されている。連結体１３の延出方向一端側は、舌部材１１の裏面の一部分に重なり合って接合される接合領域１３Ａとなっている。接合領域１３Ａは、舌部材１１の裏面における後部寄り部分にぴったりと固定されており、常時、舌部材１１の当該部分と同一の曲率で固定されることになる。一方、連結体１３の延出方向他端側は、プーリ１５の外周面に固定されており、モータ１６の駆動によって、プーリ１５に対する連結体１３の巻き取り及び繰り出しが行われる。ここで、連結体１３は、プーリ１４Ａに対する巻き取り及び繰り出しにより自身が動作する際には、殆ど弾性変形しない程度のヤング率に設定される。このため、プーリ１５の回転により、プーリ１５からの連結体１３の繰り出し量が変化すると、当該繰り出し量に応じて舌部材１１とプーリ１５との最短距離が変わり、舌部材１１は、先端部１１Ａ及び後端部１１Ｂを支点として前後方向中央付近（以下、単に「中央付近」と称する。）が図１中上下方向に弾性変形し、下顎部Ｊ側に離間接近する。なお、舌部材１１の中央付近の盛り上がり量は、モータ１６の駆動量で調節される。また、更に、連結体１３の形状及び弾性は、本実施形態の舌部材１１の動作を実現できる限りにおいて、本実施形態の態様に限定されるものではない。
【００１５】
次に、前記弾性変形機構１０による舌部材１１の動作について説明する。
【００１６】
モータ１６の駆動によって、舌部材１１の中央付近を上下させる。すなわち、連結体１３をプーリ１５に巻き取る方向にモータ１６を駆動させると、連結体１３によって、舌部材１１の中央付近が下顎部Ｊ側に引き寄せられ、図１に示されるように、当該中央付近が下方に変位して盛り上がり量が小さくなる。一方、逆に、連結体１３をプーリ１５から繰り出す方向にモータ１６を駆動させると、連結体１３によって、舌部材１１の中央付近が下顎部Ｊ側から離され、図３に示されるように、当該中央付近が上方に変位して盛り上がり量が大きくなる。
【００１７】
以上のように、舌部材１１の中央付近の盛り上がり状態を任意の所望状態に設定した後で、気管挿管訓練が行われ、図３に示されるように、同中左側の開口部分から挿入された喉頭鏡Ｋが舌部分１１の表面側に押し当てられ、訓練者が喉頭鏡Ｋで舌部材１１を同図中下方に押して、気道を確保する手技がなされる。この際、舌部材１１は、喉頭鏡Ｋが当たる表面側が弾性変形するとともに、舌部材１１を支持する連結体１３の弾性によって、同図中下方に変位可能になる。この状態から、舌部材１１への喉頭鏡Ｋの押し当てを中止すると、連結体１３の弾性により、連結体１３の動作によって定まる舌部材１１の前記盛り上がり状態に復元されることになる。
【００１８】
以上の本実施形態の構成によれば、喉頭鏡Ｋにより舌部材１１に外力を付与した際に、舌部材１１の下顎部Ｊ側への弾性変位が連結体１３の弾性によって担われることになり、連結体１３の動作によって舌部材１１の中央付近の盛り上がり状態を変えても、一定の外力で舌部材１１の変位を一定にし、実際の患者の舌部と同様の状態を再現できるという効果を得る。
【００１９】
なお、連結体１３は、モータ１６の駆動による自身の変位の際に、舌部材１１を変位させる方向の弾性変形を不能にし、前述の作用を奏する限りにおいて、種々の材料、形状のものを採用することができる。
【００２０】
また、前記連結体１３は、その厚み方向にヤング率の異なる軟素材を重ね合わせた多層構造にしてもよく、この場合、舌部材１１の裏面と接合する表面部分を舌部材１１と同一のヤング率とし、連結体１２の厚み方向（図２中下方）に向かって次第にヤング率が大きくなる構造にするとよい。これによれば、喉頭鏡Ｋが、接合領域１３Ａ付近の舌部材１１の表面に当接したときでも、訓練者は、連結体１３による舌部材１１の部分的な硬さを感じにくくなり、より実際の患者に近い感覚を持ちながら気管挿管訓練を行うことができる。
【００２１】
更に、前記駆動装置１２としては、連結体１２の巻き取り及び繰り出しを行わずに、連結体１２の前記他端側を左右に移動させるアクチュエータを採用することもできる。
【００２２】
また、前記実施形態では、気管挿管訓練装置の舌部材１１を弾性変形させるための機構として本発明を採用しているが、同様の効果が要請される他の装置に本発明を採用することも可能である。
【００２３】
その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  弾性変形機構
１１  舌部材（対象部材）
１２  駆動装置
１３  連結体
【図１】
2014052480.tif 000003
【図２】
2014052480.tif 000004
【図３】
2014052480.tif 000005