| 研究課題/領域番号 |
21K11294
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59010:リハビリテーション科学関連
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| 研究機関 | 北海道科学大学 |
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研究代表者 |
早川 康之 北海道科学大学, 保健医療学部, 教授 (30348601)
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| 研究分担者 |
村原 伸 北海道科学大学, 保健医療学部, 講師 (10726251)
瀬野 修一郎 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部 工業試験場, 主査 (10743411)
山岸 暢 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部 工業試験場, 専門研究員 (30469689)
太田 佳樹 北海道科学大学, 工学部, 教授 (50233151)
可児 浩 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部 工業試験場, 主任主査 (60469690)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 炭素繊維強化熱可塑性プラスチック / 障害者 / 装具 / プラスチック成形 / 熱可塑性プラスチック成形 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）は、一般のプラスチックと比較して強度があり、熱可塑性であることから再加熱による形状の調整が可能である。さらに、金属と異なり、異方性を持つことも特徴であり、装具への応用が期待できるが、成形方法が確立していない。本研究は、CFRTPの成形手法を確立し、軽量で機能的なCFRTP製の装具を提供することが目的である。そのため、成形機器の開発を含めた成形方法を、研究期間内に検討する。
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| 研究成果の概要 |
障害者用の装具に使用する金属支柱の代わりに、軽量化と耐腐食性、適合後の変形への対応のため、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）製の支柱を用いる方法について検討した。CFRTPの機能を引き出すためには、0.5MPa以上の加圧成形が必要である。身体形状に合わせ、なおかつ断面形状を変形させないために台形台状の枠型を作成しCFRTP支柱とともに加熱加圧成形することで、成形が可能となった。また、義肢装具製作所への導入を可能とするため、エアーコンプレッサを使用した加圧成形器を開発した。その結果、継手部分はJIS静的試験をクリアし、金属支柱装具よりも約30%軽量化された装具の製作を実現できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属支柱装具は高度な変形がある場合の矯正に有効であるが、重く、錆びるなどの問題点が指摘されている。今回CFRTP支柱による装具製作を可能としたことにより、30%の軽量化を実現でき、さらに、装具の身体にあたる面をCFRTPで製作できるようにしたことから、衛生面での問題もクリアできるようなった。これらは患者、使用者のQOL向上に資することが期待できる。
また、義肢装具製作所での製作支援のため、各製作所既存のオーブン、エアーコンプレッサを用いることで、成形のために必要な機器を安価に導入できる方法を開発した。本システムは、義肢装具製作所以外にも、一般のものづくり企業でも、応用可能と考えている。
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