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2023 年度 研究成果報告書

炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを用いた装具の製造方法に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号 21K11294
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関北海道科学大学

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)

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)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
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
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。

自由記述の分野

リハビリテーション科学・福祉工学

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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公開日: 2025-01-30  

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