(57)【要約】【課題】高齢者用の骨折防止用の緩衝材及びこの緩衝材を使用した衣類において、従来の緩衝材は大きかったり、厚みがかなりあるため装着感が悪く、着脱もし難いという難点があった。【解決手段】リーク緩衝材１の包囲体２に空気が流出入可能なリーク孔３を設けたものである。これにより、衝撃時に包囲体２内の空気を逃がし、衝撃緩和性能を高めることがでる。【選択図】図１
2007120735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流出入可能なリーク孔を有する包囲体を有することを特徴とするリーク緩衝材。
【請求項２】
前記包囲体内に弾性発泡体を挿入したことを特徴とする請求項１に記載のリーク緩衝部材。
【請求項３】
前記リーク孔の面積を０〜４．０ミリ平方メートルとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のリーク緩衝材。
【請求項４】
前記請求項１又は２に記載のリーク緩衝材を装着したことを特徴とするリーク緩衝材付き衣類。
【請求項５】
前記包囲体の前記リーク孔が請求項３に記載の大きさを有する前記リーク緩衝材を装着したことを特徴とする請求項４に記載のリーク緩衝材付き衣類。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は骨粗鬆症等の高齢者の転倒による骨折を防止する緩衝材付及びこの緩衝材を装着した衣類に関する。
【背景技術】
【０００２】  高齢者が転倒して大腿骨頚部を骨折して長期入院や寝たきり状態を余儀なくされることが多く、社会問題化している。最近では転倒による骨折を防止するため、種々の骨折防止衣類や防具等が提案されている。例えば緩衝体としてスポンジと空気とを合成樹脂製包体で密閉し、更に紙で包むように構成したものがある（例えば特許文献１）。これは高齢者が装着時に転倒し、圧力の急激な増加で合成樹脂製包体が破裂した場合、紙に孔を設けておき、包体内の空気を逃がして緩衝を拡散させるように構成されている。また、腰回りにおける前身頃、脇部及び後身頃の部位に、シリコン系のゲル状物質やアクリル系共重合発泡体などの衝撃吸収部材を装着した下着としての衣類が知られている（例えば特許文献２乃至４）。これらは一般に種々の形状にしたものがヒッププロテクタとして市販されている。【０００３】  さらに、上記のような衣類の着用に対する装着感の研究報告もなされている（例えば非特許文献１）。
【特許文献１】  特許第３４７７５２９号  公報
【特許文献２】  特許第３０５９０７２号  公報
【特許文献３】  特開平９−２６８４０９号  公報
【特許文献４】  特開２００３−３００４号  公報
【非特許文献１】  「中部日本整形外科災害外科学会雑誌  １９９８年  第４１巻  第３号Ｐ．６１９〜６２０」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  以上述べた従来技術よると、緩衝材を装着するようにした衣類は、非特許文献１の報告によると、２４時間の装着に対して楽にできたとの回答は調査対象者の４４％に留まっており、装着に対する困難性が伺える。また、日常動作別で見た場合、長時間着用時に、トイレでの着脱困難が５０％、就寝時に苦になるが３９％、立ち居振る舞いに苦になるが１６％に上るとの報告結果もあり、当該衣類の大きさや硬さから着用に違和感を覚える人が多く、一般に普及するに至っていないのが現状である。【０００５】  また、実際に市販されている緩衝材を使用した下着は、弾力性の高いサポート内に埋め込んでいるため、装着感が悪いという問題があった。【０００６】  特許文献１には圧力の急激な増加で合成樹脂製包体が破裂した場合に、紙に設けた孔により空気が流出して包体内の圧力を拡散させることはできるが、単に孔を設けただけでは最適な衝撃吸収率を得ることができない。【０００７】  本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、装着時に不快感が無く、装着し易く、しかも衝撃吸収性の高いリーク型緩衝材及びこの緩衝材付き衣類を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために、本発明の第１の解決手段は、空気が出入り可能なリーク孔を持つ包囲体を有するリーク型緩衝材としたことを特徴とする。【０００９】  また、本発明の第２の解決手段は、前記包囲体内に弾性発泡体を挿入させたことを特徴とするリーク緩衝材にしたことを特徴とする。【００１０】  また、本発明の第３の解決手段は、前記リーク孔の面積を、０〜４．０ミリ平方メートルとしたリーク緩衝材であることを特徴とする。【００１１】  また、本発明の４の解決手段は、前記リーク孔を有する包囲体或いは弾性発泡体を挿入した包囲体を有するリーク型緩衝材を装着した衣類を特徴とする。【００１２】  また、本発明の第５の解決手段は、前記リーク孔を有する包囲体或いは該包囲体内部に弾性発泡体を有する包囲体の前記リーク穴の面積を０〜４．０ミリ平方メートルとした緩衝材を有する衣類としたことを特徴とする。【００１３】  上記第１の課題解決手段による作用は、リーク型緩衝材を構成する包囲体に内部に空気を流出入させるリーク孔を設け、衝撃時に内部圧力の上昇が抑制され、衝撃が有効に吸収できる。【００１４】  また、第２の課題解決手段による作用は、包囲体内にスポンジ等の弾性発泡体を内蔵させることにより、衝撃時に包囲体内部の空気がリーク孔より流出し、衝撃力が緩和できると共に、弾性発泡体の復元力により包囲体のリーク孔から空気が流入し、元の形状に復帰できる。【００１５】  更に、第３の課題解決手段による作用は、包囲体に設けたリーク孔の面積を１．７６７ミリ平方メートとすることにより、衝撃の緩衝作用を最適にすることができる。【００１６】  更に、第４の課題解決手段による作用は、衣類に装着する包囲体又は該包囲体に弾性発泡体を挿入した緩衝材により、最適な衝撃緩和作用を得ることができる。【００１７】  また、第５の課題解決手段による作用は、緩衝材の包囲体又は弾性発泡体を持つ包囲体の孔の面積を１．７６７ミリ平方メートルすることで、最適な緩衝緩和を持つ衣類を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】  上述したように本発明のリーク緩衝材は、リーク孔を設けることにより最適な衝撃力の緩和が得られる。また、このリーク型緩衝材を装着した衣類は、内部圧力が抑制されるため衝撃吸収作用が大きく、装着者が転倒した際に大腿骨頚部への過大な衝撃力を防ぎ、骨折を防止できる。【００１９】  また、転倒時に包囲体内の空気が流出しても、気泡体内部に弾性発泡体の復元力により包囲体のリーク孔から空気が流入して元の形状に復帰するため、衝撃吸収機能が早期に回復でき、繰り返し使用が可能な衣類とすることができる。【００２０】  また、包囲体の穴の面積を０．７８５〜３．１４２ミリ平方メートルに選定することにより、衝撃吸収機能を最大とした衣類を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図１０に基づいて説明する。【００２２】  図１（ａ）は本発明の原理を示すもので、１はリーク型緩衝材、２は内部の空気を覆う薄膜状の包囲体、３はリーク孔で包囲体２の内部の空気の流出入を行うためのものである。例えばこの包囲体に矢印のように衝撃が加わると包囲体２は圧縮され、リーク孔３から空気が抜けることにより内部圧力の上昇を防止できるようになっている。なお、実際に使用する際にはこの包囲体２を複数形成したものをリーク型緩衝材として用いる。
なお、同図（ｂ）は本発明のリーク型緩衝材を使用しない密閉型の包囲体を示すもので、内圧の増加を比較のために示したものである。【００２３】  リーク孔３は、孔の大きさ及び数により衝撃緩和性能が変化する。そのため、リーク孔３の直径を０．５ｍｍ〜３．０ｍｍまで０．５ｍｍ刻みで変化させた６種類と、０．５ｍｍの孔の数を変えることで面積を変化させたもの６種類の合計１２種類の緩衝材を試作し、図２に示す落錘式衝撃試験機を用いて衝撃試験を行った。【００２４】    リーク孔の径・数と面積の関係を表１に示す。
【表１】
2007120735.tif 000003
【００２５】  図２の衝撃試験機は、２本の支柱により支持される錘２０、錘２０の下方に緩衝材２１を載せるテーブル２２、このテーブル２２の下側に固定された圧電型ロードセル２３を備えている。また、錘２０は高さが変更できるように、支柱に上下に摺動可能になっている。更に、圧電型ロードセル２３により検出された入力衝撃力の信号は、アンプ２４、Ａ／Ｄ変換器２５を介してパーソナルコンピュータ２６に取り込まれ、衝撃力が算定されるようになっている。【００２６】  前記衝撃試験では、３ｃｍの高さから錘２０を落下させた。この場合、入力衝撃は１５４０Ｎ（ニュートン）で、衝撃速度は０．７ｍ／ｓとなる。また、衝撃率を次式のように定義し、衝突緩和性能を示す指標とした。
【数１】
緩衝率＝（１−衝撃緩和後の衝撃率／入力衝撃力）×１００（％）
【００２７】  図３は、リーク孔の面積と衝撃緩和後の衝撃力の関係を示すもので、表１におけるリーク孔３の直径、リーク孔３の個数及びリーク孔３が無い場合の変化を表している。図３から分かるように、リーク孔の変化ではリーク孔の直径が１．５ｍｍ、孔面積がで衝撃緩和後の衝撃力が最小となり、リーク孔３の個数の変化では、２５個が衝撃緩和後の衝撃力が最小となった。全体として最も衝撃緩和後の衝撃力の性能が良いのは、リーク孔３の直径が１．５ｍｍであることがわかった。従って、図３から明らかなように、リーク穴の面積を０．７８５〜３．１４２ミリ平方メートルの範囲内に設定すれば目的とする最良の衝撃緩和後の衝撃力性能が得られることになる。
この測定結果から緩衝材の衝撃緩和性能はリーク孔３の面積に強く依存することが判明した。
【００２８】  また、本発明のリーク型緩衝材と他の緩衝材とを比較した測定値を下記表２に示す。本発明のリーク緩衝材との比較対象として、梱包材等に使用されている樹脂製の空気を封入した気泡緩衝材、市販の緩衝材、シリコンゲル緩衝材及びポリウレタン緩衝材を選定して測定した。
【００２９】  各々の緩衝率を前述の式により求めた結果を下記の表２に示す。
【表２】
2007120735.tif 000004
【００３０】  上記表２の各種緩衝材の測定結果から、本発明のリーク型緩衝部材は、最大衝撃力では市販の緩衝材の２分の一以下、衝撃率では市販の緩衝材より６％高いことがわかる。他の緩衝材と比べても本発明のリーク緩衝材が最大衝撃力及び緩衝率とも最良の結果を示していることがわかる。
【００３１】  図４は４種の緩衝材の衝撃力と衝撃力による変位の経時変化示すものである。同図（ａ）は本発明のリーク型緩衝材、同図（ｂ）はリーク孔３のない気泡緩衝材、同図（ｃ）は市販の緩衝材及び同図（ｄ）はシリコンゲル緩衝材を夫々示している。
【００３２】  図４（ｂ）のリーク孔３のない気泡緩衝材では衝撃直後に大きく跳ね返され、数回の跳ね返りを経て衝撃が吸収されることがわかる。
【００３３】  また、図４（ｃ）の市販の緩衝材は変位量が小さく、衝撃の吸収効果が僅かである。また、同図（ｄ）のシリコンゲル緩衝材は、同図（ｃ）の市販の緩衝材より変位量は大きいがそれでも２倍程度であり、十分ではない。
【００３４】  上記各種緩衝材と比較して、本発明のリーク型緩衝材１は図４（ａ）から明らかなように衝撃後の変位量が極めて大きく、衝撃を有効に吸収していることがわかる。
【００３５】  尚、転倒時に大腿骨頚部の大転子部に作用する衝撃荷重は、１９９１年発行のＲｏｂｉｎｏｖｉｔｃｈらの研究報告「Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｅｍｏｒａｌ  Ｉｍｐａｃｔ  Ｆｏｒｃｅｓ  ｉｎ  Ｆａｌｌｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｈｉｐ」によれば、５５００Ｎとされ、そのときの衝突速度２〜３ｍ／ｓである。このことから、図２に示した衝撃試験機を用いて落下高さを２６ｃｍとすることで、転倒時とほぼ同じ衝撃荷重（５５６０Ｎ）及び衝突速度（２．２５ｍ／ｓ）に基づき、本発明のリーク型緩衝材と他の緩衝材の衝撃緩和性能を評価した。
【００３６】  上記、衝撃緩和性能の評価に際しては、本発明のリーク型緩衝材１を含む５種の緩衝材を用い、大転子部を覆うように図５に示す配列で測定した。
【００３７】  上記５つの緩衝材による衝撃緩和性能を図６に示す。図６は入力衝撃力に対する緩衝率を表し、斜線で囲んだ部分が骨折を防ぐ２１００Ｎ以下になる緩衝率の領域である。同図では本発明のリーク型緩衝材、気泡緩衝材、市販の緩衝材、シリコンゲル緩衝材及びポリウレタン緩衝材について測定を行った結果を示している。ポリウレタン緩衝材を除いては骨折を防げる範囲内に収まっているが、本発明によるリーク型緩衝材は入力衝撃力が大きくなっても緩衝率の低下が僅かであることがわかる。
【００３８】  前記実施例において、リーク型緩衝材に用いる材料として、従来使用されている梱包用の緩衝材或いは自動車のエアバックに使用されている気泡を有する樹脂製の緩衝材等が使用できる。
【００３９】  一方、ヒッププロテクタの普及が遅れている原因の一つに装着感の悪さが挙げられる。これは、市販されているほとんどのヒッププロテクタが弾力性の高いサポーターの内部に緩衝材を挿入、あるいは埋め込んだタイプのものであり、筋力の衰えた高齢者にとっては脱着に手間がかかる上、姿勢変化時に抵抗を感じるからなどの問題が多いからである。そこで、本発明のリーク型緩衝材の密着度が衝撃緩和性能に及ぼす影響を評価した。
【００４０】  図７の衝撃試験機は、図２の試験機に幅５０ｍｍの紙テープ３１を用いて本発明のリーク型緩衝材をつり下げ、圧電型ロードセル２３との間に５０ｍｍの空間を設けた。
【００４１】  前記衝撃試験では、１０ｃｍ、２６ｃｍ、４２ｃｍの高さから錘を落下させ、入力衝撃力はそれぞれ３５００Ｎ、５５６０Ｎ、７２００Ｎであった。表３及び表４に緩衝材非密着時及び密着時の試験結果を示す。
【表３】
2007120735.tif 000005
【表４】
2007120735.tif 000006
【００４２】  上記表３及び表４の測定結果の比較から、本発明のリーク型緩衝材をヒッププロテクタ用緩衝材として用いる場合、現状の市販品のように過度に身体に密着させなくても、骨折を防ぐ十分な衝撃緩衝能力があることがわかる。
【００４３】  前述の実施例において、実際にリーク型緩衝材１を使用する際、転倒時以外に包囲体２が潰れてリーク孔３から内部の空気が流出し、緩衝材として機能しない恐れがある。これを解決するために、図８に示すように、包囲体２内に弾性のあるスポンジ体４を封入することで包囲体２が潰れる前の状態に復帰させるようにリーク型緩衝材７を構成した。係る構成とすることにより、衝撃により包囲体２が潰れて内部の空気がリーク孔３を介して流出した後でも、スポンジ体４の弾性によりリーク孔３から空気が流入して包囲体２は元の形状に復帰する。従って、このリーク緩衝材は繰り返して使用が可能となる。
【００４４】  図９は包囲体内にスポンジ体を封入した測定結果で、入力衝撃力に対する緩衝率を示している。比較のために、スポンジ体のないもの、スポンジ体を封入（ｅｇｒ２、ｅｇｒ４０、ＥＺＱ−Ｓ）した包囲体及びスポンジ体（ｅｇｒ２、ｅｇｒ４０、ＥＺＱ−Ｓ）の７種について測定した。斜線部は骨折を防ぐ領域である。図から明らかなように、骨折を防ぐ領域に入っているのは、スポンジ体のないリーク型緩衝材、３つのスポンジ体を封入したリーク型緩衝材で、スポンジ体のみの３種については骨折を防ぐ領域から大きく外れている。ここで、ｅｇｒ２、ｅｇｒ４０は、ＥＺＱ−Ｓはイノアックコーポレーション社製のポリウレタンスポンジであり、ｅｇｒの各数字は硬さを表している。
【００４５】  図９の測定結果から、スポンジ体４を封入することで、スポンジ体のないリーク型緩衝材に比較して緩衝率が５％程度低下した。しかしながら骨折を防ぐには十分な衝撃緩和性能を持つことがわかる。
【００４６】  図１０は上述した本発明のリーク緩衝材を例えばトランクス型の下着５に装着した例を示すものである。本発明のリーク型緩衝材は、過度に身体に密着させる必要がないことから、サポーター型でなく、図１０にようにトランクス型のパンツに装着するだけで十分な効果が得られる。図１０においては下着５の左側の大腿骨頚部付近にのみ装着した状態を示しているが、当然右側の大腿骨頚部にも装着する。また、この他に装着場所は骨折し易い対応部位或いは怪我などが生じ易い部位等任意である。
【００４７】  図１０に示す下着に緩衝部材を装着する方法は、粘着テープなどで任意の場所に固定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】  本発明のリーク型緩衝材の原理を示す模式図である。
【図２】  落錘式衝撃試験機を示す図である。
【図３】  リーク孔の面積と衝撃緩和後の衝撃力の関係を示す図である。
【図４】  ４種の緩衝材の衝撃力と変位の経時変化を示す図である。
【図５】  ５種の緩衝材の測定時における配列形状を示す図である。
【図６】  ５種の緩衝材の入力衝撃力と緩衝率の関係を示す図である。
【図７】  非密着時衝撃緩和性能評価用の落錘式衝撃試験機を示す図である。
【図８】  本発明の別の実施例を示す模式図である。
【図９】  ７種の緩衝材の入力衝撃力と緩衝率の関係を示す図である。
【図１０】  図１及び図８に示す本発明の緩衝材を下着に装着した模式図である。
【符号の説明】
【００４９】  １、７・・・リーク型緩衝材
２・・・包囲体
３・・・リーク孔
４・・・スポンジ体
５・・・下着
【図１】
2007120735.tif 000007
【図２】
2007120735.tif 000008
【図３】
2007120735.tif 000009
【図４】
2007120735.tif 000010
【図５】
2007120735.tif 000011
【図６】
2007120735.tif 000012
【図７】
2007120735.tif 000013
【図８】
2007120735.tif 000014
【図９】
2007120735.tif 000015
【図１０】
2007120735.tif 000016