JP2000312694A

JP2000312694A - 関節支持部材

Info

Publication number: JP2000312694A
Application number: JP11124127A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Sakishin; 保佐喜眞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】実際の関節の屈伸に整合して屈曲し、伸展状
態で止まるストップ機能を有し、関節の両サイドでしっ
かりと支持でき、連結部材が取り付けやすく、横方向に
ブレ難く、軽量で、装着感が良く、運動性能と支持性能
及び装着性能を十分に満足できる関節支持部材を提供す
ることにある。【解決手段】ベース部材の両端部に、各々同一平面に
おいて回転自在に軸支されたアームを取り付け、かつ、
該２本のアームが伸展状態で止まり、反対側に屈曲しな
いように、ストッパーを設けた。また、前記ベース部材
には、アームが取り付けれている支軸間に、一対の関節
支持部材を連結支持するための連結部材の固定手段を設
けた。さらにまた、２本のアームの伸展状態で止まり、
かつその状態で固定されるロック手段及び屈曲角度の制
御手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リハビリ治療など
のために用いられる膝関節装具または肘関節装具などに
使用する関節支持部材の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リハビリ治療などに用いられる装具は、
四肢・体幹の機能障害の軽減を目的として使用する補助
器具であり、体幹装具、上肢装具、下肢装具などに分類
される。

【０００３】これらの装具の中で関節部分を支持するた
めに使用される関節支持部材が多く使用されている。

【０００４】従来の関節支持部材は、各種の関節支持装
具に用いられるものであり、例えば、膝関節の場合にお
いては、関節部を軸心として、大腿部側に伸びるアーム
と下腿部側に伸びるアームとの２本のアームで構成さ
れ、関節部の内側及び外側の両サイド部に対して、一対
で装着され、それら一対の関節支持部材は、大腿部及び
下腿部の各前面部分を囲むようにして連結支持される上
部及び下部連結部材が設けられている。

【０００５】これらの装具を装着して使用する患者は、
年令や体格などにより様々である。従って、装具の製作
に当たっては、義肢装具士と呼ばれる特別の技能を有す
る専門家により、各患者に最も適した装具となるように
特別に製作されるものである。

【０００６】関節支持部材は、装具の中でも特に重要な
部材であり、関節部と同じ動きが要求され、かつ、障害
に対する矯正機能が必要とされる。

【０００７】関節部材としての機能は、一般に軸継手が
用いられており、前記のように、２本のアームを支軸で
接続することにより、屈曲自在の関節と同様の機能を有
するようになる。また、腕や膝関節などと同様に伸展状
態において止まり、反対側に屈曲しないようにするため
に、ストッパー機能が設けられたものもある。

【０００８】障害に対する矯正機能としては、関節の屈
折角度の調整ができるように、２本のアームの開き角度
の調節ができるものや伸展状態で固定、開放ができる構
造のものなどもある。

【０００９】また、実際の人間の関節は単純な単軸構造
ではなく、滑り関節であり、関節の軸芯が屈曲とともに
移動するようになっている。このため、屈伸動作により
近い状態とするために、関節支持部材の関節軸部を単軸
から多軸構成としたものなど多種の関節支持部材が開発
されている。

【００１０】例えば、実公平５−２９７０７号では、関
節構造としてボールジョイントを用いた関節支持部材が
開示されており、大腿部及び下腿部の各前面側を覆うＵ
字状の可撓性プラスチック製の関節支持部材の連結部材
が設けられている。これらを膝関節部分に当て、大腿
部、下腿部および関節部を各々伸縮性のベルトで締め付
けて装着するようになっている。

【００１１】ボールジョイントのために自由度が高く、
屈曲角度が大きくでき、プラスチック製連結部材によ
り、装着感が良い。

【００１２】また、特開平１−１１９２４８号では、２
軸構造の関節支持部材が開示されている。これは、２本
のアームをハウジング内で各々軸支し、可動するリング
状のストッパーにより、２本のアームの開き角度を同時
に調整できるようにしたものである。

【００１３】また、特公平８−１３３０７号は、２軸関
節部分にばねロッドを用い、屈曲運動時に前記ばねロッ
ドの効果により、反力が働き、関節への負担を軽減させ
るようにしたものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、関節支持
部材は各種開発されているが、未だに多くの問題が解決
されていないのが現状である。以下に関節支持部材にお
けるポイントを示す。

【００１５】１）実際の関節の屈伸に整合して屈曲し、
伸展状態で止まるストップ機能があること。実際の関節
は滑り関節であり、屈曲に伴い、軸芯が移動する。

【００１６】２）一対の関節支持部材が関節の両サイド
でしっかりと支持できること。連結部材が取り付けやす
く、横方向にブレ難い構造であること。

【００１７】３）軽量で、装着感が良いこと。装着、屈
伸運動時に器具が突出せず、身体に密着していること。
などが上げられる。

【００１８】これらの運動性能と支持性能及び装着性能
は、それぞれ相反する面があり、それらをすべて満足さ
せることは、容易ではない。

【００１９】上記の実公平５−２９７０７号の場合にお
いては、装着感については、満足できるものとなるが、
本来の機能である関節をしっかりと支持する機能におい
ては問題がある。伸展状態でのストップ機能は有する
が、自由度があり過ぎ、関節の屈曲方向に直角な横方向
へのぶれが生じてしまう。

【００２０】上記の特開平１−１１９２４８号の場合に
は、２軸関節のため実際の関節の屈伸に対して的確に追
随し、ストップ機能や角度調整機能を有するなど、関節
の動きに対する整合性は良いが、ハウジング内は複雑で
あり、連結部材は、両アームの先端側部分で連結しなけ
らばならず、装具としてはぶれを生じやすい。また、ハ
ウジング内部にストッパーや調整ねじが組込まれてお
り、厚さを必要とし、重量も無視できないため、装着時
の違和感はさけられない。

【００２１】上記の特公平８−１３３０７号の場合に
は、２軸関節ではあるが、ばねロッド機構に重点がおか
れており、２軸の間隔はストップねじで限定されてしま
い、単軸関節とそれほどの違いはなく、実際の関節の屈
伸運動に対する整合性は低い。また、連結部材は、可撓
性のベルト類であり、アームの先端部分で連結されてい
るため、装着感は良いが、横ブレに対する支持機能は期
待できない。

【００２２】このように、従来の関節支持部材において
は、上記の３つの条件を十分に満足できるものがなかっ
た。

【００２３】本発明の課題は、上記のような問題点に鑑
みてなされたものであり、上記の３つの条件である、運
動性能と支持性能及び装着性能を十分に満足できる関節
支持部材を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、ベース部材の両端部に、各々同
一平面において回転自在に軸支されたアームを取り付
け、かつ、該２本のアームが伸展状態で止まり、反対側
に屈曲しないように、ストッパーが設けられ、前記ベー
ス部材には、アームが取り付けれている支軸間に、一対
の関節支持部材を連結支持するための連結部材の固定手
段を設けた関節支持部材とした。

【００２５】また、２本のアームの伸展状態で止まり、
かつその状態で固定されるロック手段及び屈曲角度の制
御手段を設けた。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について図
面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の一例
を示す関節支持部材の斜視図である。

【００２７】この関節支持部材は、膝関節用の装具に使
用するのに適した関節支持部材である。図１に示すよう
に、ベース部材１の両端部に第１アーム２と第２アーム
３が支軸４、５により軸支され、同一平面において回転
自在に取り付けられている。

【００２８】該ベース部材１は、図２の部品展開図に示
すように、円弧状の上部ベース板６と下部ベース板７の
２枚のベース板で構成されており、前記２枚のベース板
６、７の間にストッパー板８が挟まれたサンドイッチ構
造となっている。

【００２９】各部材は、剛性部材が用いられ、たとえ
ば、アルミやチタンなどの合金製、あるいは、強化プラ
スチック製などでも良い。

【００３０】第１アーム２と第２アーム３の支軸も同様
に両ベース板６、７に挟まれて軸支されている。

【００３１】本関節支持部材は、２本のアーム２、３が
ベース部材１の両端部において、別々に軸支され、２軸
継手となっている。

【００３２】膝などの身体の関節の構造は、実際には非
常に複雑であり、単純な１軸継手により同じ動きをさせ
ることは難しい。この関節支持部材を用いることによ
り、身体の関節の屈曲に近い状態で屈曲させることを可
能としたものである。

【００３３】例えば、実際の膝関節は、卵形の球状関節
となっており、その支点は、膝の屈曲とともに弧を描く
ように移動する、いわゆる、滑り関節である。

【００３４】すなわち、膝の中央部から弧を描くように
下方にズレていく。従って１軸継手で膝関節の動きに追
随することは難しく、多軸継手の方がより膝関節に近い
動きができるのである。

【００３５】上記のような２軸継手構造となっている
と、膝などの関節に装着した場合、屈曲動作がスムース
となり、かつ、２本のアーム２、３の支軸４、５間に間
隔ができるため、屈曲時に各アームが大腿部及び下腿部
の側面にしっかりと追従するため、単軸の場合のように
アームの先端部分２ａ、３ａが大腿部及び下腿部の側面
より外側へ突出してしまうような問題はなくなり、違和
感が少なくなり、装着感が著しく向上する。

【００３６】また、２本のアーム２、３が軸支されてい
るベース部材１は、上部ベース板６と下部ベース板７に
挟まれて軸支されているため、構造的に強度が高く、同
一平面で回動自在であり、かつ、横ブレが少ない。

【００３７】また、ストッパー板８は、上部ベース板６
と下部ベース板７に挟まれて固定されており、当接面８
ａ、８ｂに各アームの軸側端部２ｂ、３ｂが当接するこ
とにより、一定の角度で止まり、それ以上２本のアーム
２、３は開かないようになっている。

【００３８】また、２本のアーム２、３の開き角度が最
大になった時に、アームの先端部分２ａ、３ａは、同一
中心線となるように、外側に曲げられている。

【００３９】実際の身体の下肢部分の軸線は直線ではな
く、膝関節部分でその軸線は前方に突出した曲線を描い
ている。

【００４０】関節支持部材の形状は、この曲線にできる
限り合致させることが望ましく、それにより装着感に大
きな影響を与える。本実施例では、膝関節が伸びた状態
に合せた形状にアームが形成されており、ストッパー板
８により、２本のアーム２、３の最大開き角度は、１１
０度〜１３０度程度となっている。

【００４１】この開き角度は、１１０度より小さいと、
関節の伸展が不十分となり、屈曲、伸展運動が十分にで
きなってしまう。また、１３０度より大きいと、関節の
伸展が必要以上に伸び過ぎてしまい、反対側に反ってし
まうなどの問題があり、好ましくない。

【００４２】また、該ベース部材１には、連結部材の固
定手段が設けられている。本実施例では、ストッパー板
８の中央部が切り欠かれており、上部ベース板６と下部
ベース板７との間に差込み空間９が形成されており、該
差込み空間９に対応する上部ベース板６と下部ベース板
７とには、ビス止め用の小孔が開けられており、連結部
材の端部を差込んでビス止め固定できるようになってい
る。

【００４３】図３に関節支持部材に連結部材１０を固定
した状態を示す。本実施例は、膝関節用の関節支持部材
であり、連結部材１０は、膝関節の後方側を囲むように
設けられた棒状の金属部材であり、アルミ合金製などの
軽量金属棒で形成されており、固定端部１１は平たくな
っており、ビス止めできる構造となっている。

【００４４】なお、連結部材１１の固定手段は、ビス止
めに限定されるものではなく、連結部材１０を固定でき
る方法であるならばいずれでも良い。また、連結部材
は、図３では、棒状のアルミ合金であるが、帯状の連結
部材としても良い。

【００４５】本発明による連結部材１０の固定手段が設
けられる位置は、従来の関節支持部材に設けられている
ところの、２本のアーム２、３の先端部分２ａ、３ａで
はなく、各アーム２、３が軸支される２つの軸４、５の
軸間に設けられるようになっている。

【００４６】このため、図３に示すように、一対の関節
支持部材同志を連結する連結箇所は、１箇所であり簡素
化され、軽量であり、しかも関節支持部材の屈曲運動の
支点部分であるベース部材１に固定されるため、支持性
が良く、剛性が高められ、非常に安定している。このた
め、装着に対するフィット感が非常に良くなり、横ブレ
の心配がなくなる。

【００４７】また、装具に使用して実際に装着した場合
には、図４に示すように、連結部材１０が膝１３の後方
側に位置するため、椅子に腰掛ける時や床にひざまづき
して正座する時に邪魔にならず、また、装着しているこ
とを周囲の人に気付かれずに済む。

【００４８】しかも、図に示すように、膝１３の両サイ
ドの一対の関節支持部材１４を連結支持する連結部材１
０と関節支持部材１４の両アームの先端部分に設けら
れ、大腿部と下腿部に巻き付けて固定するための伸縮性
バンド１５、１６のみの構成となる。１７は、金属製の
連結部材が直接肌に振れないように保護する保護カバー
である。

【００４９】このように、各種のベルトやカバーなどが
多く用いられる従来の装具と比較して非常にシンプルと
なり、違和感が非常に少なくでき、使用者が最も気にす
る問題である、装具を装着していることを周囲の人たち
に気づかせたくないという、外観上の見栄えに対する要
望をも実現できる。

【００５０】図５は、本発明による関節支持部材の他の
実施例を示す斜視図であり、２本のアーム２、３は伸展
した状態で止まり、かつ、その状態において固定できる
ロック手段が設けられたものである。（１）が伸展ロッ
ク状態を示し、（２）が屈曲状態と示す。

【００５１】膝関節などの障害においては、その障害の
程度やリハビリ訓練の進み具合に応じて、該関節部への
必要以上の負担を軽減するために、必要時以外は、関節
部の伸展状態でロックさせて歩行できるようにすること
が望ましい。本実施例は、このような場合の伸展時のロ
ック構造に関するものである。

【００５２】この関節支持部材２０は、２本のアーム２
１、２２の屈曲する側に、各々突出部２３、２４が設け
られ、両突出部２３、２４は、前記２本のアーム２１、
２２に追随して屈曲する屈曲部材２５により連結されて
おり、該屈曲部材２５は、屈曲自在に軸支された２本の
連結片２５ａ、２５ｂよりなり、両端部が前記の突出部
２３、２４に軸支されて連結されている。

【００５３】これのように屈曲部材２５が構成されてい
るため、図５（２）に示すように、２本のアーム２１、
２２の屈曲及び伸展に追随して、屈曲部材２５も屈曲及
び伸展する。

【００５４】また、連結片２５ａの屈曲軸２５ｄ側の端
部には、他方の連結片２５ｂに掛止されるフック状のス
トッパー２５ｃが設けられ、２本のアーム２１、２２が
伸展状態となった時に該屈曲部材２５も伸展し、その状
態で僅かに反対側に屈曲した状態において、止まり、ロ
ック状態となる。

【００５５】この状態では、２本のアーム２１、２２
は、ロック状態となり、屈曲できなくなる。屈曲する場
合には、屈曲部材２５の屈曲軸２５ｄ部分を軽く押して
屈曲部材２５を屈曲させることにより、２本のアーム２
１、２２のロック状態が解除され、屈曲できるようにな
る。

【００５６】図６は、本発明による関節支持部材のさら
に他の実施例を示す斜視図である。（１）の関節支持部
材は、ベース部材２６に取り付けられる２本のアーム２
７、２８の支軸２９、３０と同軸に軸支された突出支持
片３１、３２よりなり、該突出支持片３１、３２の先端
部と屈曲部材３３の両端部とが軸支されており、該屈曲
部材３３は、２本の連結片３３ａ、３３ｂが屈曲軸３３
ｄで屈曲自在に軸支されており、２本のアーム２７、２
８の屈曲、伸展に追随して屈曲部材３３も屈曲、伸展す
るようになっている。

【００５７】また、屈曲部材３３は、連結片３３ｂの屈
曲軸３３ｄ側端部に、他方の連結片３３ａに掛止される
フック状のストッパー３３ｃが設けられている。

【００５８】該ストッパー３３ｃは、図５のストッパー
２５ｃと同様に機能し、２本のアーム２７、２８が伸展
状態となった時に、該屈曲部材３３も伸展状態となり、
僅かに反対側に屈曲した状態でとまり、その状態でロッ
クされる。

【００５９】ロックを解除する場合には、屈曲部材３３
の屈曲軸３３ｄ部分を軽く押して屈曲させることによ
り、ロックが解除される。

【００６０】なお、本実施例は、突出支持片３１、３２
と屈曲部材３３を取り外すことにより、図１とまったく
同じとなり、リハビリ訓練が進み具合により、自由に取
り付け、取外しが可能である。

【００６１】図６（２）は、（１）の関節支持部材に２
本のアーム２７、２８の屈曲する角度が一定角度に達し
たときにストップするように制御するための屈曲角度制
御機構が設けられたものである。

【００６２】関節支持部材においては、特殊なリハビリ
訓練などにおいて、一定角度より屈曲できない場合や特
殊な角度で固定しなければならない場合がある。この関
節支持部材は、上記のような場合に用いられるのに適し
たものである。

【００６３】この関節支持部材は、ベース部材２６に設
けられたねじ台３４と、屈曲部材３３の屈曲軸３３ｄ部
分に設けられたねじ台３５の間をボルトねじ３６が螺設
されており、該ボルトねじ３６を調整することにより、
屈曲部材３３の屈曲角度を調整することができる。これ
により、２本のアームは、一定屈曲角度で止まり、それ
以上屈曲できないようになる。

【００６４】リハビリ治療において、膝関節の伸展に係
わる筋に対して、緊張を与えて筋力をアップする訓練が
できる。その訓練中において筋力が弱いために、過屈曲
による膝折れが起き、転倒するなどの問題があった。本
屈曲角度制御機構は、この膝折れを防止するための屈曲
制御ができるようにしたものである。

【００６５】ボルトねじによる角度調整であるため、微
妙な角度の調整が可能である。リハビリ訓練などの場合
には、徐々に角度を広げてゆく場合も多く、回復の度合
いに応じて調整することができる。また、角度に応じて
各種のストッパーに交換する必要がなく、必要に応じて
直に角度調整ができる。

【００６６】本実施例では、ボルトねじにより調整でき
るようにしたものであるが、ベース部材と屈曲部材の屈
曲軸部分との距離を調整できるものであればいずれでも
良い。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、スムースに屈曲動作す
るとともに、伸展状態において一定角度で確実に止ま
り、実際の関節の動きに十分に追随でき、高強度と信頼
性に優れた関節支持部材を提供することができる。

【００６８】また、連結部材の取り付け位置が力の集中
する屈伸動作の支点部分であるため、強度が高く、かつ
取り付けやすく、支持機能が十分に発揮され、横ブレの
心配がない。

【００６９】さらに、連結部材の取り付けは１箇所で良
く、装具を製作する場合に構造が非常に簡素化され、軽
量となる。このため、本発明の関節支持部材を使用した
装具は、装着しやすく、装着感が良く、装着したことが
外観より解りにくくなり、また、装着したままひざまづ
きして正座することが可能となる。

【００７０】また、伸展状態で簡単にロックしたり、ロ
ックを解除したりでき、屈曲角度の制御も簡単に行え、
非常に操作性が良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例を示す関節支持部材の
斜視図である。

【図２】本発明の実施形態の一例を示す関節支持部材の
部品展開図である。

【図３】本発明による関節支持部材に連結部材を取り付
け状態を示す図である。

【図４】本発明による関節支持部材を使用した膝装具の
実施例を示す斜視図である。

【図５】本発明の他の実施形態を示す関節支持部材の斜
視図である。

【図６】本発明のさらに他の実施形態を示す関節支持部
材の斜視図である。

【符号の説明】１、２６ベース部材２、３、２１、２２、２７、２８アーム４、５支軸６上部ベース板７下部ベース板８ストップ板９差込み空間１０連結部材１３膝１４関節支持部材１５、１６可撓性ベルト２３、２４突出部２５、３３屈曲部材３６ボルトねじ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リハビリ医療などに用いられる装具の関
節部の支持用として使用され、関節部の内側及び外側の
両サイド部に一対で装着使用される関節支持部材におい
て、ベース部材の両端部に、各々同一平面において回転自在
に軸支されたアームが取り付けられており、かつ、該２
本のアームが伸展状態で止まり、反対側に屈曲しないよ
うに、ストッパーが設けられており、前記ベース部材には、アームが取り付けれている支軸間
に、一対の関節支持部材を連結支持するための連結部材
の固定手段が設けられていることを特徴とする関節支持
部材。
【請求項２】前記のベース部材は、２枚のベース板
と、その間に挟持されて固定されるストッパー板で構成
され、２枚のベース板の両端部には、アームを挟んで軸
支する支軸が設けられ、該ストッパー板は、２本のアー
ムが伸展状態となった時に支軸側の端部が該ストッパー
板に当接するように端面が形成されており、かつ、前記
固定手段は、２枚のベース板で連結部材の端部が挟持さ
れ、ビス止め固定できる構造となっている請求項１に記
載の関節支持部材。
【請求項３】前記の２本のアームの開き角度は、１１
０度〜１３０度である請求項１または２に記載の関節支
持部材。
【請求項４】前記のベース部材は、円弧状である請求
項１ないし３のいずれかに記載の関節支持部材。
【請求項５】前記の２本のアームが伸展状態で止ま
り、かつ、その伸展状態で固定されるロック手段が設け
られている請求項１ないし４のいずれかに記載の関節支
持部材。
【請求項６】前記の伸展状態のロック手段において、
ベース部材に取り付けられる２本のアームの支軸と同軸
に軸支された突出支持片が設けられ、両突出支持片の先
端部は、前記２本のアームに追随して屈曲する屈曲部材
により連結されており、該屈曲部材は、屈曲自在に軸支
された２本の連結片よりなり、両端部が前記の突出支持
片の先端部に軸支されており、２本のアームが伸展状態
となった時に屈曲部材も伸展し、その状態で僅かに反対
側に屈曲し、止まるように屈曲部材のストッパーが設け
られている請求項５に記載の関節支持部材。
【請求項７】前記の伸展状態のロック手段において、
２本のアームの屈曲する側に各々突出部が設けられ、両
突出部は前記２本のアームに追随して屈曲する屈曲部材
により連結されており、該屈曲部材は、屈曲自在に軸支
された２本の連結片よりなり、両端部が前記の突出部に
軸支されて連結されており、２本のアームが伸展状態と
なった時に屈曲部材も伸展し、その状態で僅かに反対側
に屈曲し、止まるように屈曲部材のストッパーが設けら
れている請求項５に記載の関節支持部材。
【請求項８】前記のベース部材と、屈曲部材の屈曲軸
部との間の距離を調整するための調整手段が設けられて
いる請求項６または７に記載の関節支持部材。