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図面 (20)

課題・解決手段

使用中に、例えば皮膚のような、使用者の外部組織に接触するように構成された器具は、外部組織に直接接触するように構成された弾性の接触部を含む。接触部は、ランダムでない、予め設計された複数の表面形状部を含む工学表面を有し、工学表面は、摩擦を低減し、使用者の快適さを向上するように設計されている。一つの実施形態において、それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間のピッチは、所定の最大ピッチ値以下であり、前記複数の表面形状部のそれぞれの高さは、所定の最大高さ値以下である。

概要

背景

使用中に、皮膚に接触する様々な装置が知られている。このような装置の例は、限定されないが、防塵マスクイヤホン哺乳瓶及び乳房ポンプである。そのような器具の使用、特に長期間の使用は、皮膚刺激又は他の種類の不快感を引き起こす可能性がある。

したがって、例えばイヤホン、哺乳瓶又は搾乳器のような、長期間に渡って使用者の皮膚又は他の外部組織に接触するように構成される装置に使用するための、摩擦低減及び快適さの向上をもたらす表面(surface)の必要性が存在する。

概要

使用中に、例えば皮膚のような、使用者の外部組織に接触するように構成された器具は、外部組織に直接接触するように構成された弾性の接触部を含む。接触部は、ランダムでない、予め設計された複数の表面形状部を含む工学表面を有し、工学表面は、摩擦を低減し、使用者の快適さを向上するように設計されている。一つの実施形態において、それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間のピッチは、所定の最大ピッチ値以下であり、前記複数の表面形状部のそれぞれの高さは、所定の最大高さ値以下である。

目的

本発明の一つの目的は、摩擦の低減及び/又は使用者の快適さの向上をもたらすことによって従来の器具の複数の短所を克服する、使用者の皮膚又は他の外部組織(例えば、)に接触するように構成された表面を有する装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

使用中に使用者の外部組織に接触するように構成された器具であって、‐外部組織に直接的に接触するように構成された接触部であり、当該接触部の少なくとも一部分は工学表面を有し、該工学表面は互いに類似する幾何学的形状をもち、ランダムでない、予め設計された複数の表面形状部を含み、当該接触部の前記一部分において、それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間のピッチは、所定の最大ピッチ値以下であり、当該接触部の前記一部分において、前記各表面形状部の高さは、所定の最大高さ値以下である、接触部、を有する、器具。

請求項2

前記接触部の前記一部分において、各表面形状部の高さは、互いに等しく、かつ、所定の最大高さ値以下である、請求項1記載の器具。

請求項3

前記所定の最大ピッチ値が、(i)50ミクロン、(ii)100ミクロン又は(iii)10ミクロン以上、かつ、100ミクロン以下であるかのいずれかであるか、又は、それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間の前記ピッチが、(i)10ミクロン以上、かつ、50ミクロン以下である、又は(ii)20ミクロン以上であり、かつ、50ミクロン以下であるかのいずれかである、請求項1記載の器具。

請求項4

前記所定の最大高さ値が、(i)100ミクロン、(ii)40ミクロン、(iii)20ミクロン又は(iV)10ミクロン以上、かつ、100ミクロン以下であるかのいずれかであるか、又は、前記表面形状部の前記高さが、(i)10ミクロン以上、かつ、40ミクロン以下であり、又は(ii)10ミクロン以上、かつ、20ミクロン以下であるかのいずれかである、請求項3記載の器具。

請求項5

それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間の前記ピッチが等しいか、又は前記工学表面が、(i)第一の方向におけるそれぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間の前記ピッチは、第一のピッチ値と等しく、前記第一の方向と交差する第二の方向におけるそれぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間の前記ピッチは、第二のピッチ値と等しいような、異方性ピッチ、又は、(ii)直接隣接する一対の表面形状部の間の前記複数のピッチは、一定ではなく、いずれの場合においても、前記所定の最大ピッチ値以下であるような、可変ピッチ、のいずれかを示す、請求項1記載の器具。

請求項6

各表面形状部は、軸対称性ドーム形状プロファイルを有する、請求項1記載の器具。

請求項7

各表面形状部は、ベース部に結合された先端部を有し、該先端部は、5ミクロンから10ミクロンの間の半径を有し、前記ベース部は、10度から60度の間の、前記表面形状部の中心軸に対して測定される半頂点角度を有する、請求項6記載の器具。

請求項8

前記工学表面は、複数の第二の表面形状部を有し、各第二の表面形状部は、リッジ部材であり、各表面形状部は、4つの隣接するリッジの交差によって形成されたピラー部材である、請求項1記載の器具。

請求項9

前記器具は、(i)前記接触部が胸部フランジの一部である、搾乳機、(ii)前記接触部がイヤーピースの一部である、イヤホンの組、(iii)前記接触部が乳首の一部である、哺乳瓶、及び(iV)センサデバイスであって、前記接触部が該センサデバイスの皮膚接触面に設けられている、センサデバイス、からなる群から選択される、請求項1記載の器具。

請求項10

各表面形状部は、隆起型くぼみ型、ピラー型ドーム型谷型リッジ型うねり型又は鋸刃型のうちの一つの型を有する、請求項1記載の器具。

請求項11

各表面形状部のたわみは、法線方向の4.4kPaの圧力に応えて、1ミクロン以下である、請求項1記載の器具。

請求項12

使用中に使用者の外部組織に接触するように構成された器具を製造する方法であって、当該方法は、‐工学表面を設計するステップであり、該工学表面の少なくとも一部分は、それぞれが類似する幾何学的形状をもち、ランダムでない、予め設計された複数の表面形状部を有し、前記工学表面の少なくとも一部分において、それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間のピッチは、所定の最大ピッチ値以下であり、前記工学表面の少なくとも一部分において、複数の表面形状部のそれぞれの高さは、所定の最大高さ値以下である、設計ステップ、及び‐前記器具の接触部を形成するステップであり、該接触部を、前記工学表面を有し、前記接触部は使用者の外部組織に直接係合するように構成される方法で形成する、形成ステップ、を含む、方法。

請求項13

前記接触部の前記一部分において、各表面形状部の高さは、互いに等しく、かつ、所定の最大高さ値以下である、請求項12記載の方法。

請求項14

前記所定の最大ピッチ値が、(i)50ミクロン、(ii)100ミクロン又は(iii)10ミクロン以上、かつ、100ミクロン以下であるかのいずれかであり、又は、それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間の前記ピッチが、(i)10ミクロン以上、かつ、50ミクロン以下であり、又は(ii)20ミクロン以上、かつ、50ミクロン以下であるかのいずれかである、請求項12記載の方法。

請求項15

前記所定の最大高さ値が、(i)100ミクロン、(ii)40ミクロン、(iii)20ミクロン又は(iV)10ミクロン以上、かつ、100ミクロン以下であるかのいずれかであり、又は、前記表面形状部の前記高さが、(i)10ミクロン以上、かつ、40ミクロン以下であり、又は(ii)10ミクロン以上、かつ、20ミクロン以下であるかのいずれかである、請求項14記載の方法。

請求項16

前記接触部の前記一部分において、それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間のピッチは、10ミクロンから30ミクロンであり、各表面形状部は、5ミクロンから7.5ミクロンの半径をもつベース部を有し、前記接触部の前記一部分において、各表面形状部の高さは10ミクロン以下であり、各表面形状部のたわみは、0.01MPaの法線方向の圧力に応じて、1ミクロン以下である、請求項6記載の器具。

請求項17

前記接触部は、5ショアAのデュロメータ硬度及び0.1MPaから1.5MPaの弾性係数を有する材料で作られる、請求項16記載の器具。

技術分野

0001

本発明は、使用者の皮膚又は他の外部組織(例えば、)に接触するように構成されている表面を有する器具に関連する。

背景技術

0002

使用中に、皮膚に接触する様々な装置が知られている。このような装置の例は、限定されないが、防塵マスクイヤホン哺乳瓶及び乳房ポンプである。そのような器具の使用、特に長期間の使用は、皮膚刺激又は他の種類の不快感を引き起こす可能性がある。

0003

したがって、例えばイヤホン、哺乳瓶又は搾乳器のような、長期間に渡って使用者の皮膚又は他の外部組織に接触するように構成される装置に使用するための、摩擦低減及び快適さの向上をもたらす表面(surface)の必要性が存在する。

発明が解決しようとする課題

0004

したがって、本発明の一つの目的は、摩擦の低減及び/又は使用者の快適さの向上をもたらすことによって従来の器具の複数の短所を克服する、使用者の皮膚又は他の外部組織(例えば、唇)に接触するように構成された表面を有する装置を提供することである。

0005

本発明の更に他の目的は、従来の設計及び製造技術に関連する複数の不利益を受けない、使用者の皮膚又は他の外部組織(例えば、唇)に接触するように構成された表面を有する器具を製造する方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

一つの実施形態において、その使用中に使用者の外部組織、例えば皮膚又は唇に接触するように構成された器具が提供される。その器具は、外部組織に直接的に接触するように構成された接触部を有する。接触部の少なくとも一部分は、それぞれが類似する幾何学的形状をもち、ランダムでない(規則性を有する)、予め設計された複数の表面形状部を含む工学表面(工学的な技術をもちいて作られた面)を有する。その部分において、それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間のピッチは、所定の最大ピッチ値以下(最大ピッチ値よりも小さいか又は同等)である。そしてその部分において、表面形状部のそれぞれの高さは、所定の最大高さ値以下(最大高さ値よりも小さいか又は同等)である。

0007

他の実施形態において、その使用中に使用者の外部組織に接触するように構成された器具の製造方法が提供される。その方法は、工学表面を設計する設計ステップを含み、工学表面の少なくとも一部分は、それぞれが類似する幾何学的形状をもち、ランダムでない(規則性を有する)、予め設計された複数の表面形状部を含む。その工学表面の少なくとも一部分において、それぞれの直接隣接する一対の表面形状部の間のピッチは、所定の最大ピッチ値以下(最大ピッチ値よりも小さいか又は同等)である。そしてその工学表面の少なくとも一部分において、複数の表面形状部のそれぞれの高さは、所定の最大高さ値以下(最大高さ値よりも小さいか又は同等)である。そして、方法は、器具の接触部を形成するステップであって、接触部が工学表面を有し、接触部が使用者の外部組織に直接係合(engage)するように構成されるように形成する、形成ステップを含む。

0008

本発明のこれら及び他の目的、形状及び特徴、そしてまた構造の関連する複数の要素及び複数の部品組合せの動作方法及び機能、並びに製造の経済性は、添付の図面を参照して以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することによって、より明らかになるであろう。これらの全ては、本明細書の一部を形成する。本明細書において、同様の参照番号は、様々な図面内の対応する部分を指す。しかしながら、図面は例示及び説明のみを目的とし、本発明の限界の定義として意図されないことが明確に理解されるべきである。

図面の簡単な説明

0009

図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図1A乃至1Jは、工学表面をそれぞれ有する例示的な実施形態の等角図である。
図2は、一つの個別の例示的な実施形態による、図1Aの接触部の模式図である。
図3及び図4は、本明細書において記述される工学表面を有する接触部をそれぞれ含む、一組のイヤホンの二つの異なる実施形態の模式図である。
図3及び図4は、本明細書において記述される工学表面を有する接触部をそれぞれ含む、一組のイヤホンの二つの異なる実施形態の模式図である。
図5は、乳首を有する哺乳瓶の模式図であり、乳首は、本明細書において記述される工学表面を有する接触部を含む。
図6は、胸部フランジを有する搾乳器の模式図であり、胸部フランジは、本明細書において記述される工学表面を有する接触部を含む。
図7は、本明細書において記述される工学表面を有する接触部を含む、心拍数モニタリング機能をもつ腕時計の模式図である。
図8乃至11は、様々な個別の代替的な実施形態による、図2の接触部の断面図である。
図8乃至11は、様々な個別の代替的な実施形態による、図2の接触部の断面図である。
図8乃至11は、様々な個別の代替的な実施形態による、図2の接触部の断面図である。
図8乃至11は、様々な個別の代替的な実施形態による、図2の接触部の断面図である。

実施例

0010

本明細書において使用される場合、単数形の“一つの”、“ある”及び“前述の”は、文脈が明確に異なる指示をしない限り、複数の参照を含む。本明細書において使用される場合、二つ又はそれ以上の部分又は構成要素が“結合”されるという記述は、その複数の部品が、直接又は間接的に、すなわち、関連性が生じる限りで一つ又はそれ以上の中間部品又は構成要素を介して、連結されること又は共に動作することを意味するものとする。本明細書において使用される場合、“直接的に結合される”とは、二つの要素が互いに直接的に接触していることを意味する。本明細書において使用される場合、“固定的に結合される”又は“固定される”とは、互いに対して一定の幾何学的配置を維持しながら、一体として動くように結合されることを表す。

0011

本明細書において使用される場合、本明細書で使用される場合、用語“単位の(unitary)”は、構成要素が単一の部品又はユニットとして作製されることを意味する。すなわち、別個に作製され、次いで一つのユニットとして一緒に結合された複数の要素を含む構成要素は、“単位の”部品又は物体ではない。本明細書において使用される場合、二つ又はそれ以上の部品が互いに“係合する”という記述は、これらの部品が、互いに対して直接的に又は一つ又はそれ以上の中間部品又は構成要素を介して力を及ぼすことを意味するものとする。本明細書において使用される場合、用語“数”は、1又は1よりも大きな整数(すなわち、複数)を意味する。

0012

本明細書において使用される、方向を示す語句は、例えば、これらに限定されないが、上端下端、左、右、上、下、前、後及びそれらの派生語は、図面に示される要素の方向に関連しており、明確に列挙されない限り特許請求の範囲を限定していない。

0013

図1Aに見られるように、接触部64Aの工学表面は、多数の表面形状部70を有する。各表面形状部70は、接触部64Aの底面72から上方に延びるドーム形状の構造である。図1Bに見られるように、接触部64Bの工学表面は、鋸刃状の形状を有する。表面形状部は、多数のリッジ74B、及び4つの隣接するリッジ74Bの交差によって形成される多数のピラー部材76Bを含む。加えて、図1Bに見られるように、4つの直接隣接するリッジ74Bのそれぞれのによって画成される領域内に、谷部78Bが形成される。図1Cに見られるように、接触部64Cの工学表面は、多数の表面形状部70を有する。それぞれの表面形状部70は、接触部64Cの底面72から上方に延びるピラー構造である。更なる例示的な複数の工学表面を有する、更なる他の例示的な接触部64G乃至64Jは、図1G乃至図1Jに示されている。

0014

さらに、本発明の一つの例示的な実施形態において、接触部の工学表面は、二つの特定の設計パラメータによって特徴付けられる。すなわち、表面形状部のピッチ(P)及び表面形状部の高さ(H)である。本明細書において使用される場合、用語“ピッチ”は、直接隣接する一対の同様な表面形状部の対応する部分の間の距離を意味するものとし、用語“高さ”は、表面形状部の最高点とその表面形状部が位置する接触部64の最も低い面72との間の垂直方向の(vertical)距離を意味するものとする。図1Aを参照すると、その実施形態のドーム形状の表面形状部70のピッチ(P)及び高さ(H)が、それぞれ「P」及び「H」と標識されている。図1Bを参照すると、それらの実施形態の鋸刃状の形状において、ピッチは、直接隣接する複数のピラー部材76Bの間で測定され、高さは、(表面形状部の最高点である)各ピラー部材76Bの頂点から、谷部78Bの最も深い点まで測定される。代替的に、ピッチは、直接隣接する複数のリッジ74Bの中央の間で測定されてもよい。

0015

一つの例示的であって非限定的な実施形態において、具体的な材料は40ショアAのデュロメータ硬さを有するシリコンであってもよい。他の例示的で非限定的な実施形態において、具体的な材料は5ショアAのデュロメータ硬さを有する液体シリコンゴムであってもよい。さらに、(低摩擦及び皮膚の快適性を基準として、)本明細書において記述される接触部64の様々な実施形態の試験及びモデリング(例えば、多数のシミュレーションを使用するFEMモデリング)を通して、本発明の発明者は、接触部64の性能はある工学表面を採用することによって最適化され得ることを見出した。その工学表面において、それぞれの直接隣接する一対の同様な表面形状部の間のピッチは、ある所定の最大ピッチ値(Pmax)以下(Pmaxよりも小さいか又は同等)である。そして、それぞれの同様な表面形状部の高さは、ある所定の高さ値(Hmax)以下(Hmaxよりも小さいか又は同等)である。

0016

一つの特定の実施形態において、工学表面はピッチによって特徴付けられる。そのピッチは、ピッチは、表面全体不変であり、かつ均一である(本明細書において使用される場合、工学表面内の隣接する表面形状部のピッチ値を比較する場合は、“均一である”とは、ピッチ値が全て互いに10%又はそれ以下の製作公差内にあることを意味するものとする)。さらに、ピッチはPmax以下(Pmaxよりも小さいか又は同等)である。そのような、ピッチが不変かつ均一な表面の例は、図1A図1B及び図2(後述する)に示されている。

0017

一つの代替的な特定の実施形態において、工学表面はピッチによって特徴付けられる。そのピッチは、異なる方向に沿って異なる寸法/性質を有しているという意味で、異方性である。より具体的には、本実施形態において、ピッチは、第一の方向において不変かつ均一な第一のピッチ値P1を有するものである。そして、第一の方向に対して交差する(例えば、直角な)第二の方向において、ピッチは、不変かつ均一な第二のピッチ値P1を有している。そのような実施形態の一つの例は、ドーム形状の表面形状部70を用いて図1Dに示されている。そのような実施形態の他の例は図1Eに示されており、本明細書の他の箇所で記述されるように、鋸刃状の形状が採用されている。

0018

一つの代替的な特定の実施形態において、工学表面はピッチによって特徴付けられる。そのピッチは、表面全体で変化してもよい。ただし、いずれの場合においても、ピッチはPmax以下(Pmaxよりも小さいか又は同等)である。そのような実施形態の一つの例は、ドーム形状の表面形状部70を用いて図1Fに示されている(とはいえ、複数の他の形状を有する形状部もまた採用可能である)。図示された実施形態において、Pi=P1,P2,…PNとして、0<Pi<Pmax又は2R<Pi<Pmaxが成立する。ここで、「R」は半球形ドーム半径である。一つの特定の実施形態において、各ピッチ値は互いの50%以内である。他の特定の実施形態において、ピッチ値の最大変化は、互いの10%と50%との間のどこかである(光学的なステッチ振動ノイズの効果を回避するため)。

0019

同様に、他の特定の実施形態において、工学表面は高さによって特徴付けられる。その高さは、表面全体で不変であり、かつ均一である(例えば、それぞれの同様な表面形状部について。本明細書において使用される場合、工学表面内の複数の表面形状部の高さ値を比較する場合は、“均一である”とは、高さ値が全て互いに30%又はそれ以下の製作公差内にあることを意味するものとする)。そして、高さ値は、Hmax以下(Hmaxよりも小さいか又は同等)である。

0020

その上に、一つの特定の、非限定的かつ例示的な実施形態において、Pmaxは、100ミクロン(100μm)に等しく、Hmaxは、100ミクロンに等しい。言い換えれば、この例示的な実施形態において、ピッチP及び高さHは以下のように特徴付けられる:P<100ミクロンかつH<100ミクロン。今説明した実施形態の改良である、他の特定の、非限定的かつ例示的な実施形態において、ピッチP及び高さHは以下のように特徴付けられる:P<50ミクロン(又は、代替的にP<100ミクロン又は20ミクロン)かつ10ミクロン<H<40ミクロン。今説明した実施形態の更なる改良でもある、更に他の特定の、非限定的かつ例示的な実施形態において、ピッチP及び高さHは以下のように特徴付けられる:20ミクロン<P<50ミクロン(又は、代替的に10ミクロン<P<50ミクロン、P<50ミクロン、又はP<100ミクロン)かつ10ミクロン<H<20ミクロン。更に他の特定の、非限定的かつ例示的な実施形態において、Pmaxは、10ミクロン以上(10ミクロンよりも大きいか又は同等)であり、100ミクロン以下(100ミクロンよりも小さいか又は同等)である。そして、Hmaxは、10ミクロン以上(10ミクロンよりも大きいか又は同等)であり、100ミクロン以下(100ミクロンよりも小さいか又は同等)である。これらの例示的な実施形態は、例えば、図1A乃至図1Cに示され、本明細書の他の箇所において記述される、工学表面形状部のいずれにおいても実施され得る。試験及びモデリングを通じて、本発明の発明者は、これらの例示的な実施形態による処理面は、接触部64のような皮膚接触面上で実施される場合は、使用中に使用者の皮膚への悪影響を有さず、したがって、性能を最適化することができることを見出した。例えば、このような形状は、使用者の皮膚のより深い層に対する過度圧迫の集中をもたらさないものであることが見出された。

0021

このように、上述に基づいて、以下の例示的で非限定的な、工学表面におけるピッチ及び高さの組み合わせが可能である(1μm(マイクロメートル)=1ミクロン)。

0022

0023

上記から分かるように、記載した実施形態の各々において、最大高さHが指定されている。最大高さHが指定される一つの理由は、接触面64が使用者の皮膚に係合して力を加える場合に、最も背の高い表面形状部(例えばドーム形状の表面形状部70(図1A)及びピラー76及び70(図1B及び図1C))の過度のたわみ/変形が生じる可能性を限定することである。最も背の高い表面形状部の大き過ぎるたわみは、結果として使用中の追加的な静止摩擦をもたらすものであり、それ故望ましくない。試験及びモデリングを通じて、本発明の発明者は、望ましくない静止摩擦を避けるためには、法線方向の(normal)圧力4.4kPa及び1の摩擦係数応えて、1ミクロン又はそれ以下のたわみが望ましいことを見出した。したがって、一つの例示的な実施形態において、選択された特定の材料に依存して、1ミクロン又はそれ以下のたわみを有するために十分に固い/硬質の表面形状部が結果としてもたらされるように、最大高さは指定される。例えば、そのようなたわみを有する表面形状部のそれぞれの高さは、20ミクロン以下、15ミクロン以下又はこれと同等、又は、10ミクロン以下又はこれと同等、であり得る。それぞれの表面形状部は、50ミクロン以下の(例えば、等方性又は異方性の)ピッチを有する(又は、代替的に30ミクロン以下の(等方性又は異方性の)ピッチを有する)。一つの特定の実施形態において、第一の方向において50ミクロンのピッチ及び13ミクロンの高さを有し、第二の方向において50ミクロンのピッチ及び5ミクロンの高さを有する(異方性のピッチを有する)工学表面が、ナノ秒レーザーを使用して作られる。

0024

さらに、本発明の発明者は、使用者の皮膚の過剰な“ドーミング”(すなわち、接触部が皮膚に係合して皮膚に力を加えたときの、接触面64に向かっての皮膚の変形)を防止することが、接触部64の工学表面に関して有益であることを見出した。その防止されるべきドーミングは、複数の接触部64の最も背の高い表面形状部の間の部分(例えば、底面72(図1A及び図1C)及び谷部78B(図1B))に皮膚が触れる程度のものである。そのような過剰なドーミングは、ドーミングが結果として追加的な皮膚接触領域を生じさせ、それ故に追加的な摩擦及び潜在的なレッドマーク発赤跡)を生じさせるために、望ましくない。したがって、一つの例示的な実施形態において、最も背の高い表面形状部(例えば、ドーム形状の表面形状部70(図1A)及びピラー76及び70(図1B及び図1C)について最小の高さ指定することが有益である。ひとたび、そのような実施形態が上述のように指定されると、そこに、ピッチP及び高さHは以下のように特徴付けられる:20ミクロン<P<50ミクロンかつ10ミクロン<H<20ミクロン。

0025

図2は、ドーム形状の表面形状部70を用いた工学表面を有する接触部の、一つの特定の、非限定的な実施形態の模式図である。図2に示されるように、この特定の実施形態において、各ドーム形状の表面形状部70は、ドーム形状の表面形状部70が、ドーム形状の表面形状部70の中心軸80に関して対称であるような、軸対称的なプロファイル外形)を有している。加えて、各ドーム形状の表面形状部70は、半径Rを有する半球形状の先端部82を含む。先端部82は、錐台円錐形状の底部84(例えば、底部84は錐台の形状を有する。本明細書において使用される場合、“錐台”は、先端部が、その底面に平行な平面によって切り欠かれた錐体を意味するものとする)に接続されている。先端部82は、中心軸80に対して測定される半頂点角度Θ(頂点の角度の半分)を有する。一つの特定の、例示的な実施形態において、先端部82は、5ミクロンから10ミクロンの間の半径Rを有する。前述の実施形態と組み合わせることができる、他の特定の、例示的な実施形態において、底部84は、材料のデュロメータ硬度に依存して、10度から60度に等しい半頂点角度Θを有する(一つの特定の実施形態において、40ショアAの材料デュロメータ硬度について、Θは30度に等しい)。その上に、更に他の特定の、例示的な実施形態において、半径R及び半頂点角度Θのまさに特定したパラメータに加えて、図2に示される例示的な接触部64のピッチP及び高さHは、以下のように特徴付けられる:20ミクロン<P<50ミクロンかつ10ミクロン<H<20ミクロン。

0026

その上また、この例示的な実施形態において、本明細書において記述されるような工学表面を有する接触部64は、モールディング工程を利用して形成される。金型は、成形品上に処理表面を付与するように形成されている。例えば、これに限定されないが、適切な金型は、レーザー技術(例えば、フェムトレーザーピコレーザー又はナノレーザー)を用いて金型表面を形成することによって構築することができる。モールドが形成されると、レーザー加工された金型表面はその表面に転写され、それ故に表面にその質感(texture)を与える。しかしながら、他の適切な技術も、適切な金型を作成するために使用され得ることが理解されるであろう。他の適切な技術は、例えば、フライス加工研磨サンドブラストエッチング又は放電加工等であり得るが、これらに限定されない。

0027

本明細書の他の箇所に記載されるように、使用者の皮膚に接触する工学表面は、柔らかく、柔軟で、クッションのような、弾性の材料であり得る。材料は、例えば、シリコン、(例えば熱可塑性ポリウレタンTPU)のような)適切に柔らかい熱可塑性エラストマーラテックスポリブタジエン独立気泡クローズドセル)の発泡体又はこのような材料の任意の組み合わせであり得るが、これらに限定されない。加えて、このような材料は、如何なるゴム状又は弾性の高分子材料であってもよく、例えば、有機単量体が、ブタジエンイソプレンジアルキルシロキサンジアリールシロキサンアクリル酸アルキルエステルアクリロニトリルクロロプレンフッ素化エチレンエチレン及び酢酸ビニルの混合物、エチレン及び1種又はそれ以上のアクリル酸エステルの混合物、及びエチレンとプロピレン及びジエンの混合物からなるグループから選択された材料であってもよい。上記の材料は、皮膚と適合性があることに留意すべきである。これが好ましいが、必須ではなく、皮膚に最も有利には適合性でないかも知れない他の材料も使用され得る。

0028

さらに、一つ又はそれ以上の特定の実施形態において、上記の材料のうちの如何なるものも、以下の柔らかさ/弾性の特性を有して、本明細書において記述される工学表面を含む複数の要素を製造するために使用されることができる:2−55ショアAのデュロメータ硬度及び0.1−3.5MPa(又は0.1−1.5MPa)の弾性係数、又は代替的に、2−50ショアAのデュロメータ硬度及び0.1−3.5MPa(又は0.1−1.5MPa)の弾性係数、又は更に代替的に、5−50ショアAのデュロメータ硬度及び0.1−3.5MPa(又は0.1−1.5MPa)の弾性係数。複数の特定の実施形態において、以下の具体的な材料が可能である:(i)2ショアAのデュロメータ硬度及び0.15の弾性係数を有するシリコン、(ii)5ショアAのデュロメータ硬度及び0.3の弾性係数を有するシリコン、及び(iii)40ショアAのデュロメータ硬度及び1.4の弾性係数を有するシリコン。

0029

本明細書の他の箇所で述べたように、工学表面を採用することの一つの利点は、工学表面がある程度の自己クリーニングを提供することである。具体的には、使用中に使用者の皮膚に対してこすられた後に、本明細書において記述されるような工学表面が、従来の平坦基準表面よりも少ない皮膚細胞を保持するように、決定されている。皮膚接触表面に付着する皮膚の有機物は、細菌の成長源泉であり、そして、そのような細菌の成長は皮膚の発赤を促進するため、付着する皮膚細胞の数を低減できる形状は、有益であろう。

0030

本明細書において記述されるような工学表面は、例えば、埋め込み又はパッチの部分を形成してもよいことが理解されるべきである。本明細書において記述されるような(例えばディスポーザブルな)工学表面は、例えば本明細書に記述されるような、様々な種類の器具の接触部に使用されることができるが、これらに限定されない。本明細書において記述されるような工学表面の使用は、如何なる特定の器具にも限定されないこともまた、理解されるべきである。それよりむしろ、工学表面は、多種多様な器具の組織接触部の形成するために使用され得る。例えば図3は、柔らかい、柔軟な弾性材料から形成される接触部(イヤーピース)102を有する一組のイヤホン100の一つの実施形態の模式図である。弾性材料は例えばシリコンであるが、これに限定されない。図3に見られるように、本明細書において様々な実施形態で記述される工学表面は、イヤーピース102上の皮膚接触部104を形成するために使用され得る。同様に、図4は、柔らかい、柔軟な弾性材料から形成されるイヤーピース108を有する一組のイヤホン106の他の実施形態の模式図である。弾性材料は例えばシリコンであるが、これに限定されない。図4に見られるように、本明細書において様々な実施形態で記述される工学表面は、イヤーピース108上の皮膚接触部110を形成するために使用され得る。他の例として、図5は、柔らかい、柔軟な弾性材料から形成される乳首又は乳頭114を有する哺乳瓶112の一つの実施形態の模式図である。弾性材料は例えばシリコンであるが、これに限定されない。図5に見られるように、本明細書において様々な実施形態で記述される工学表面は、乳首又は乳頭114上の組織接触部116を形成するために使用され得る。更に他の例として、図6は、容器120、ハンドル駆動ポンプ122及び、柔らかく柔軟な弾性材料から形成される胸部フランジ124を有する搾乳器118の一つの実施形態の模式図である。弾性材料は例えばシリコンであるが、これに限定されない。図6に見られるように、本明細書において様々な実施形態で記述される工学表面は、胸部フランジ124上の組織接触部126を形成するために使用され得る。更に他の例が、図7に示されている。図7は、心拍数モニタリング機能をもつ腕時計128の一つの実施形態の後方の模式図である。図7に見られるように、腕時計128は、中央部130及び二本のストラップ132A及び132Bを有する。中央部130は、センサを保持ように構成されたセンサ領域134、及びセンサ領域134を取り囲む組織接触部136を含む。組織接触部136は、本明細書において様々な実施形態で記述される工学表面を有する。工学表面の主な機能は、センサ領域134に設けられたセンサと皮膚との間の滑りを防止するとともに、同時に皮膚の快適さをもたらすことである。一つの例示的な実施形態において、組織接触部136は、腕時計128の背面に取り付けられたシリコンゴムパッチを有する。加えて、今述べたようなセンサの適用は、腕時計に限定されるものではなく、それどころか、如何なる種類の皮膚へのセンサの適用であり得る。接触部104,110,116,126,136は、代替的に、イヤーピース102、イヤーピース108、乳首又は乳頭114、胸部フランジ124又は腕時計128の一部分ののみを覆うように設けられることができ、その場合は、選択されたパターン又は選択された部分で設けられることができることが理解されるべきである。

0031

本明細書の他の箇所で述べたように、図2は、ドーム形状の表面形状部70を用いた工学表面を有する接触部64Aの、一つの特定の、非限定的な実施形態の模式図である。各ドーム形状の表面形状部70は、軸対称性のプロファイルを有し、ドーム形状の表面形状部70の中心軸80について対称的である。加えて、ドーム形状の表面形状部70のそれぞれは、錐台−円錐形状の底部84に接続される、半径Rを有する半球形状の先端部82を含む。

0032

図8は、ある特定かつ非限定的な、図2の接触部64の実施形態(「64A−1」と標識されている)の断面図である。接触部64A−1において、工学表面は以下のパラメータ/特性を有する:(i)接触部64A−1は、例えばシリコンのような、5ショアAのデュロメータ硬度及び0.1MPaから1.5MPa(例えば、0.3MPa)の弾性係数を有する材料で作られる。(ii)各ドーム形状の表面形状部70−1は、7.5ミクロンに等しい基部半径(BR)を有する。(iii)接触部64A−1のドーム形状の表面形状部70−1のピッチPは、15ミクロンである。(iV)各ドーム形状の表面形状部70−1の高さは、10ミクロンである。そして、(V)接触部64A−1のドーム形状の表面形状部70−1は、0.01MPaの法線方向の圧力及び1の摩擦係数に応じて、1ミクロン又はそれ以下(例えば、0.869926ミクロン又はそれ以下)のたわみを有する。

0033

図9は、別の特定かつ非限定的な、図2の接触部64の実施形態(「64A−2」と標識されている)の断面図である。接触部64A−2において、工学表面は以下のパラメータ/特性を有する:(i)接触部64A−2は、例えばシリコンのような、5ショアAのデュロメータ硬度及び0.1MPaから1.5MPa(例えば、0.3MPa)の弾性係数を有する材料で作られる。(ii)各ドーム形状の表面形状部70−2は、7.5ミクロンに等しい基部半径(BR)を有する。(iii)接触部64A−2のドーム形状の表面形状部70−2のピッチPは、30ミクロンである。(iV)各ドーム形状の表面形状部70−2の高さは、5ミクロンである。そして、(V)接触部64A−2のドーム形状の表面形状部70−2は、0.01MPaの法線方向の圧力及び1の摩擦係数に応じて、0.5ミクロン又はそれ以下(例えば、0.434963ミクロン又はそれ以下)のたわみを有する。

0034

図10は、更に他の特定かつ非限定的な、図2の接触部64の実施形態(「64A−3」と標識されている)の断面図である。接触部64A−3において、工学表面は以下のパラメータ/特性を有する:(i)接触部64A−3は、例えばシリコンのような、5ショアAのデュロメータ硬度及び0.1MPaから1.5MPa(例えば、0.3MPa)の弾性係数を有する材料で作られる。(ii)各ドーム形状の表面形状部70−3は、5ミクロンに等しい基部半径(BR)を有する。(iii)接触部64A−3のドーム形状の表面形状部70−3のピッチPは、15ミクロンである。(iV)各ドーム形状の表面形状部70−3の高さは、5ミクロンである。そして、(V)接触部64A−3のドーム形状の表面形状部70−3は、0.01MPaの法線方向の圧力及び1の摩擦係数に応じて、0.6ミクロン又はそれ以下(例えば、0.5505ミクロン又はそれ以下)のたわみを有する。

0035

図11は、更に他の特定かつ非限定的な、図2の接触部64の実施形態(「64A−4」と標識されている)の断面図である。接触部64A−4において、工学表面は以下のパラメータ/特性を有する:(i)接触部64A−4は、例えばシリコンのような、5ショアAのデュロメータ硬度及び0.1MPaから1.5MPa(例えば、0.3MPa)の弾性係数を有する材料で作られる。(ii)各ドーム形状の表面形状部70−4は、5ミクロンに等しい基部半径(BR)を有する。(iii)接触部64A−4のドーム形状の表面形状部70−4のピッチPは、10ミクロンである。(iV)各ドーム形状の表面形状部70−4の高さは、5ミクロンである。そして、(V)接触部64A−4のドーム形状の表面形状部70−4は、0.01MPaの法線方向の圧力及び1の摩擦係数に応じて、0.3ミクロン又はそれ以下(例えば、0.244667ミクロン又はそれ以下)のたわみを有する。

0036

特許請求の範囲において、括弧内の如何なる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。用語“有する”又は“含む”は、特許請求の範囲に列挙されたものの他の要素又はステップの存在を排除しない。いくつかの手段を列挙する装置に係る請求項において、これらの手段のいくつかは、一つのかつ同一のハードウェア項目によって具体化されてもよい。ある要素に先行する用語“一つ”又は“ある”は、そのような要素が複数存在することを排除しない。いくつかの手段を列挙する如何なる装置に係る請求項においても、これらの手段のいくつかは、一つのかつ同一のハードウェアの項目によって具体化されてもよい。ある複数の要素が互いに異なる従属請求項において列挙されたという単なる事実は、これら複数の要素が組み合わせて使用されることができないことを示さない。

0037

本発明は、例示の目的のために、現在最も実用的で好ましい実施形態と考えられるものに基づいて詳細に説明されたが、そのような詳細は、もっぱら例示の目的のためであって、本発明は開示された実施形態に限定されず、それどころか、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内の変更及び均等なアレンジカバーするように意図されていることが、理解されるべきである。例えば、本発明は、可能な限り、如何なる実施形態の一つ又はそれ以上の特徴が、如何なる他の実施形態の一つ又はそれ以上の特徴と組み合わされ得ることを予期していることが理解されるべきである。

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