2年ほど前、イタリアのスポーツカーメーカー、ランボルギーニと共同研究するための部品製造工場として監査に合格したウチダという町工場が埼玉県入間郡にある。

 国内大手2社に続いて監査に合格したため業界の話題をさらった。同社は、東武東上線ふじみ野駅からタクシーで10分ほどの関越自動車道沿いに社屋を構える。

 工場と事務所が連なる社屋に足を踏み入れると、所沢ナンバーのカーボン製のスポーツカー「NSX」が出迎える。

 取材で通された応接室に並ぶ椅子はレーシングカーの座席のようなデザインが施されている。同社社長の内田敏一さん(48歳)のスポーツカーへの情熱は筋金入りであることは言うまでもない。

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スポーツカーから福祉器具開発へ

 ウチダは2輪レースやスポーツカーの部品、電動無人ヘリコプターのプロペラなど、世界屈指の企業が認める炭素繊維強化プラスチック(CFRP = Carbon Fiber Reinforced Plastics)というカーボン成形技術を有する。

2000年にウチダ社長の内田敏一さんが有志の従業員と就業時間後にカーボン製ボディを製作し実装したNSX。


 CFRPは、オートクレーブという巨大な圧力釜のような装置で炭素繊維と樹脂を加圧、加熱して硬化させて成型した高精度な素材のことで、鉄よりも強くて軽い。

 ゴルフクラブのシャフトや釣竿にはじまり、最近では航空機や自動車への応用で各社がしのぎを削る。

 1999年当時、専務だった内田さんはCFRPの特性に着目した。CFRP開発の設備投資に対し、父親であり経営責任者である会長からは合意がえられず、会長が最も信頼を寄せる工場長を粘り強く説得し、オートクレーブ導入を押し切った。

 「別のカーボンを使ったバイクや自動車の部品の製造だけでも事業は順調でした。ただ、そういう時こそ次の一手を打たないといけません」

 「この頃の年間売上高は1億8000万円。その4割を設備投資に充てることにはなったのですが、そのリスクは新しい技術の導入に伴うものだと考えました」

 内田社長はこのように話し、「オートクレーブを使った成型技術を学べる教科書も参考書もなく、大手企業のノウハウに素人が手探りで挑むようなものでした」と明かす。

 大きな賭けでもあったが、従業員と3人で夜な夜な成型技術を研究し、1年足らずでバイクの部品を受注するほどの成果を上げた。

 その後、F1カーやスーパーカーの部品に加え、航空分野では難易度の高いカーボンをチタンと接合させる技術が求められるジェットエンジンのブレード部品製作へと技術を高めていった。

 そのウチダが、福祉機器に参入した。現在、脊髄損傷者を対象とする装用したまま車椅子に乗れる二足歩行装具「C-FREX」(シーフレックス)の開発に取り組む。

歩行リハビリのしやすさを追求

スポーツカーの座席に見立てた椅子が並ぶ会議室でカーボンの魅力を語るウチダ社長の内田敏一さん。


 国内ではおよそ10万人が、脳の信号を伝える脊髄を損傷して運動麻痺を起こしており、その多くは車いすの生活を送る。

 年に約5000人もの人が交通事故や転落など何らかの激しい事故が原因で脊髄損傷を負うという。

 医療技術の発展で平均余命は飛躍的に延びたものの、損傷した脊髄そのものを治療する方法はいまだ確立されていない。

 運動麻痺を起こしても身体の機能を維持するために歩行のリハビリは重要とされ、リハビリ現場では歩行装具が使われる。

 金属を主にしたものから電動アシストまで様々な歩行装具がある中で、ウチダが開発をするのは、完全に脊髄を損傷した人を対象にしたCFRP製の二足歩行装具だ。

 主な機構は、従来の交互歩行装具のように、左右の股関節をワイヤーケーブルで機械的に連動させ、残存筋力や体重移動によって歩行をアシストするもの。

 腰からつま先までを支える外骨格構造で、腰から足のつま先まで、それぞれの構造部材にCFPRを用い、軽量かつばねのようなしなりを持たせ、運動効率の向上を図っている。

 腰を15センチほどのベルトで固定し、足の裏にあたる部分はスニーカーの中に一緒に履いてつま先までフィットさせる。

 つま先のようなばねの機能をもたせる部位にはオートクレーブ成型を、太ももなど身体の個人差がある構造部品には3Dプリンタを用いるなど、どの部位をアシストするかで素材に求められる性能が異なるため成型方法を変えている。

 現在、開発するのは「機能モデル」で、二足歩行装具として必要な機能を決めるための試作段階にある。

 最終的には、2016年にパリで開催された世界最大級の複合材料の見本市「JEC」でイノベーションアワードを受賞した「デザインモデル」への展開を目指す。

 完全脊髄損傷者が使う従来品に対し、金属からCFRPに置き換え軽量化を図り、固定された膝関節には動力を使わず二重振り子の原理を生かしてスムーズな動作を実現しようと考えた。

 金属は経年の劣化とたわみが生じやすいが、CFRPは弾性が高く故障しにくい。何よりも使う人が格好いいと思えるデザイン性を重視した。

 「電動で歩く補助をするのもいいけれど、かつてのように自分の力で歩きたいという気持ちはあるはずです」と強調する高橋さん。

 共同開発者であり利用者としても「地面を蹴る感触が得られる」とか「足をスムーズに振り出せる」という手応えを感じているという。

スポーツ選手を魅了する魅惑のカーボン

国立障害者リハビリテーションセンター研究所で二足歩行装具「C-FREX」を使って歩行のリハビリをする高橋和廣選手。それを後ろから見守るウチダ社長の内田敏一さん(左)と国立障害者リハビリテーションセンター研究所・神経筋機能障害研究室の河島則天室長。


 ウチダが二足歩行装具の開発を手がけることになったきっかけは、パラリンピック競技で専用のソリに乗ってプレーするパラアイスホッケーの日本代表を務める高橋和廣選手(39歳)との出会いだった。

 高橋さんは21歳の時にスノーボード中の事故で脊髄を損傷した。高橋さんはアイスホッケーでインターハイ出場を果たしたほどの実力の持ち主で、リハビリを通じてパラアイスホッケーをはじめた。

 高橋さんは所沢にある国立障害者リハビリテーションセンター研究所に通う。その途中で通る関越自動車道から「UCHIDA」の看板が見える。

 多くのスポーツ用具にはカーボンが使われており、スポーツ選手にとっては馴染みある素材だ。ウチダがCFRP製品を作っていることを知った高橋さんは、早速、パラアイスホッケーで使うスティックを作ってほしいと相談に訪れた。

 高橋さんのスティックを製作したことをきっかけに、内田さんは「カーボン成型技術をもっと普段の生活に役立てられないだろうか」と考え始めた。

 海外展示会への出展や、欧米企業とも積極的に商談したが、医工連携には密な連携が求められることから、国内に目を向けた。

 最終的にたどり着いたのは同社にほど近い所沢。内田さんの話を聞いた高橋さんから国立障害者リハビリテーションセンター研究所 神経筋機能障害研究室の河島則天室長を紹介され、脊髄損傷患者用の二足歩行装具の開発が始まることとなった。

「C-FREXが欲しい」と言われたい

 内田さんはほぼ毎月、河島さんや高橋さん、同社の技術者らと開発会議を開き、機能の改良に取り組む。

 例えば、健常者は立ち姿勢の時に膝をまっすぐ保持することができるのに対し、脊髄を損傷した人は、いわゆる膝かっくんの状態であるため杖などの支えが要る。

 そのため、従来の装具は膝が曲がらないように固定されていた。

 歩く時に膝が折れて倒れこむ恐怖感を患者が持ってしまうこともある。河島さんのアドバイスで、健常者の歩行のように、膝の曲げ伸ばしを可能にする機構を実装した。

 目下、神経応答や運動効率について効果検証を進めているところだ。

 「リハビリは、医療施設の中だけで終わらせるものではないと思います。青空の下や歩きたい場所で家族と一緒に歩行訓練をしたり、その場所に移動するための車いすには装具を装用したまま乗れたりというのは大事なコンセプトです」と内田さん。

 「二足歩行装具ではなくC-FREXが欲しい」と言われる日を胸に思い描き開発に取り組む。

筆者:柏野 裕美