JPH0133174B2 - - Google Patents
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- JPH0133174B2 JPH0133174B2 JP53141702A JP14170278A JPH0133174B2 JP H0133174 B2 JPH0133174 B2 JP H0133174B2 JP 53141702 A JP53141702 A JP 53141702A JP 14170278 A JP14170278 A JP 14170278A JP H0133174 B2 JPH0133174 B2 JP H0133174B2
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- joint prosthesis
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ジヨイント人工器官に関するもの
である。
である。
衝撃やシヨツクを緩和するために身体の外部人
工器官には、エラストマーの如き可撓性材料が長
い間使用されてきた。衝撃荷重は通常歩行に際し
て生じるので、この可撓性材料は、義足と、これ
を取り付けられるアンクルジヨイント人工器官と
に用いられる。初期の設計では、アンクルジヨイ
ント人工器官は、すべり軸受(スリーブ軸受)あ
るいはころがり軸受(ボール軸受)を含む金属的
なピボツトが代表的なものであつた。可撓性物質
あるいはエラストマーは、運動の制限を行なうた
めにピボツトの回りにおよび衝撃荷重を緩和吸収
するために人工義足の種々の部分に配置された。
緩和手段付きの義足と金属−金属ピボツトを有す
るアンクルジヨイント人工器官の代表的な組み合
せの例が、エールの米国特許第487694号、ローリ
ーの米国特許第1090881号、およびカイザーの米
国特許第2183076号に図示され説明されている。
工器官には、エラストマーの如き可撓性材料が長
い間使用されてきた。衝撃荷重は通常歩行に際し
て生じるので、この可撓性材料は、義足と、これ
を取り付けられるアンクルジヨイント人工器官と
に用いられる。初期の設計では、アンクルジヨイ
ント人工器官は、すべり軸受(スリーブ軸受)あ
るいはころがり軸受(ボール軸受)を含む金属的
なピボツトが代表的なものであつた。可撓性物質
あるいはエラストマーは、運動の制限を行なうた
めにピボツトの回りにおよび衝撃荷重を緩和吸収
するために人工義足の種々の部分に配置された。
緩和手段付きの義足と金属−金属ピボツトを有す
るアンクルジヨイント人工器官の代表的な組み合
せの例が、エールの米国特許第487694号、ローリ
ーの米国特許第1090881号、およびカイザーの米
国特許第2183076号に図示され説明されている。
その後の外部用人工器官の開発で、可撓性物質
あるいはエラストマーは、衝撃荷重を吸収緩和す
る能力以外の性質が利用されるようになつた。例
えばデイソーターの米国特許第1911440号によれ
ば、筒状のゴムブツシユがピンとピンを囲む金属
スリーブとの間に配置されてアンクルジヨイント
人工器官のピボツトを形成している。この場合、
外側のスリーブは義足に接続され、ピンは義肢に
接続される。関節運動が、ブツシユのねじれ偏倚
により可能となる。ブツシユ材料の可撓性の故
に、アンクルジヨイント人工器官は、偏倚の後自
動的に所定の位置へ復帰する。ブツシユがピンと
スリーブの隣接する金属面を分離しているので、
人工器官には潤滑が必要でない。外側の剛体スリ
ーブと内側のピンあるいはスリーブとの間にエラ
ストマーの筒状ブツシユを用いる同様のアンクル
ジヨイント人工器官が、バーガー等の米国特許第
2605475号およびプラールの米国特許第3480972号
に図示され説明されている。
あるいはエラストマーは、衝撃荷重を吸収緩和す
る能力以外の性質が利用されるようになつた。例
えばデイソーターの米国特許第1911440号によれ
ば、筒状のゴムブツシユがピンとピンを囲む金属
スリーブとの間に配置されてアンクルジヨイント
人工器官のピボツトを形成している。この場合、
外側のスリーブは義足に接続され、ピンは義肢に
接続される。関節運動が、ブツシユのねじれ偏倚
により可能となる。ブツシユ材料の可撓性の故
に、アンクルジヨイント人工器官は、偏倚の後自
動的に所定の位置へ復帰する。ブツシユがピンと
スリーブの隣接する金属面を分離しているので、
人工器官には潤滑が必要でない。外側の剛体スリ
ーブと内側のピンあるいはスリーブとの間にエラ
ストマーの筒状ブツシユを用いる同様のアンクル
ジヨイント人工器官が、バーガー等の米国特許第
2605475号およびプラールの米国特許第3480972号
に図示され説明されている。
ピンと大径のスリーブとの間に配置された比較
的薄い筒状のエラストマーからなるピボツト装置
あるいはピボツト運動可能な装置は単一の軸の回
りのピボツト運動あるいは回転運動のみが可能で
ある。デイソーターあるいはプラールの人工器官
の如きアンクルジヨイント人工器官においては、
このようなエラストマーピボツトは、使用者の脚
の長手軸にほぼ直角に、使用者の義足の長手方向
を横切るように配置される。このような配置にお
いてエラストマーピボツトは足底方向および背面
方向(plantar direction)への大きな屈曲を可
能にする。しかしながらこのように配置されたピ
ボツトは、足の長手軸あるいは平行軸の回りの内
反および外反(inversion and eversion)を制限
し、脚の長手軸の回りの足の内方および外方回転
を制限する。屈曲以外の運動は、比較的薄く大き
な偏倚を行なうことのできないエラストマーブツ
シユの圧縮により基本的には吸収される。デイソ
ーターおよびプラール特許のアンクルジヨイント
人工器官における固有の運動制限を克服するため
に、先にあげたバーガー等の特許のアンクルジヨ
イント人工器官では、互いに直角をなすように配
置された二つのエラストマーピボツトが用いられ
ている。この人工器官では、大きな足底屈曲およ
び背面屈曲ならびに内反および外反が可能とな
る。他の人工器官においては、上述の筒状ブツシ
ユの代りに比較的かさのあるエラストマーを用い
て本物のアンクルジヨイントにより与えられる3
種類の運動を行なうことが試みられている。エラ
ストマーのブロツクは、適当な剛性を与えられ、
3つの方向に運動可能であるような形状、輪郭を
与えられている。エラストマーの大きなブロツク
を用いる外部用アンクルジヨイント人工器官の代
表的な例が、ベニングトン等の米国特許第
2692392号およびアスベレ等の米国特許第3982280
号に図示記載されている。
的薄い筒状のエラストマーからなるピボツト装置
あるいはピボツト運動可能な装置は単一の軸の回
りのピボツト運動あるいは回転運動のみが可能で
ある。デイソーターあるいはプラールの人工器官
の如きアンクルジヨイント人工器官においては、
このようなエラストマーピボツトは、使用者の脚
の長手軸にほぼ直角に、使用者の義足の長手方向
を横切るように配置される。このような配置にお
いてエラストマーピボツトは足底方向および背面
方向(plantar direction)への大きな屈曲を可
能にする。しかしながらこのように配置されたピ
ボツトは、足の長手軸あるいは平行軸の回りの内
反および外反(inversion and eversion)を制限
し、脚の長手軸の回りの足の内方および外方回転
を制限する。屈曲以外の運動は、比較的薄く大き
な偏倚を行なうことのできないエラストマーブツ
シユの圧縮により基本的には吸収される。デイソ
ーターおよびプラール特許のアンクルジヨイント
人工器官における固有の運動制限を克服するため
に、先にあげたバーガー等の特許のアンクルジヨ
イント人工器官では、互いに直角をなすように配
置された二つのエラストマーピボツトが用いられ
ている。この人工器官では、大きな足底屈曲およ
び背面屈曲ならびに内反および外反が可能とな
る。他の人工器官においては、上述の筒状ブツシ
ユの代りに比較的かさのあるエラストマーを用い
て本物のアンクルジヨイントにより与えられる3
種類の運動を行なうことが試みられている。エラ
ストマーのブロツクは、適当な剛性を与えられ、
3つの方向に運動可能であるような形状、輪郭を
与えられている。エラストマーの大きなブロツク
を用いる外部用アンクルジヨイント人工器官の代
表的な例が、ベニングトン等の米国特許第
2692392号およびアスベレ等の米国特許第3982280
号に図示記載されている。
可撓性材料、特にエラストマーの使用は、外部
用のジヨイント人工器官に対して提案されて久し
いが、内部用のジヨイント人工器官へのエラスト
マーの使用はつい最近提案されたばかりである。
この人体の内部へのエラストマーの使用の提案の
遅れは多分、人体内で安全に使用される生理学的
に不活性なエラストマーが欠如していたことにあ
ろう。それにもかかわらず、ダウ・コーニング社
のSilastic(登録商標)シリコーンエラストマーの
如き適当なエラストマーの開発により、特に指ジ
ヨイントの如き外科手術により差し込み可能なエ
ラストマージヨイント人工器官の多数が提案され
ている。特に指ジヨイント人工器官は、完全にあ
るいはほぼエラストマーにより構成される傾向に
ある。しかしながらこのような人工器官は、ピボ
ツト運動を行なうためにエラストマーをある点に
おいて大きく屈曲させねばならない。これにより
エラストマーの引張り荷重および圧縮荷重が変化
し、耐用期間を縮めることになる。さらにピボツ
ト点を位置決めするために設けたエラストマーへ
のノツチの使用は、エラストマーのスレスを増加
させる。完全にあるいは殆んどエラストマーによ
り構成された指ジヨイント人工器官の例が、スワ
ンソンの米国特許第3462765号、ニーバウワー等
の同第3593342号、リンチの同第3681786号および
スワンソンの同第3875594号に示されている。上
述の指ジヨイント人工器官以外にエラストマーを
用いる差込み可能な人工器官は比較的少ない。し
かしながら、差込み可能なヒツプジヨイント人工
器官へのエラストマーの使用が、ブツチエル等の
米国特許第3916451号の第1図およびブツクロス
等の米国特許第3707006号の第5図に示されてい
る。
用のジヨイント人工器官に対して提案されて久し
いが、内部用のジヨイント人工器官へのエラスト
マーの使用はつい最近提案されたばかりである。
この人体の内部へのエラストマーの使用の提案の
遅れは多分、人体内で安全に使用される生理学的
に不活性なエラストマーが欠如していたことにあ
ろう。それにもかかわらず、ダウ・コーニング社
のSilastic(登録商標)シリコーンエラストマーの
如き適当なエラストマーの開発により、特に指ジ
ヨイントの如き外科手術により差し込み可能なエ
ラストマージヨイント人工器官の多数が提案され
ている。特に指ジヨイント人工器官は、完全にあ
るいはほぼエラストマーにより構成される傾向に
ある。しかしながらこのような人工器官は、ピボ
ツト運動を行なうためにエラストマーをある点に
おいて大きく屈曲させねばならない。これにより
エラストマーの引張り荷重および圧縮荷重が変化
し、耐用期間を縮めることになる。さらにピボツ
ト点を位置決めするために設けたエラストマーへ
のノツチの使用は、エラストマーのスレスを増加
させる。完全にあるいは殆んどエラストマーによ
り構成された指ジヨイント人工器官の例が、スワ
ンソンの米国特許第3462765号、ニーバウワー等
の同第3593342号、リンチの同第3681786号および
スワンソンの同第3875594号に示されている。上
述の指ジヨイント人工器官以外にエラストマーを
用いる差込み可能な人工器官は比較的少ない。し
かしながら、差込み可能なヒツプジヨイント人工
器官へのエラストマーの使用が、ブツチエル等の
米国特許第3916451号の第1図およびブツクロス
等の米国特許第3707006号の第5図に示されてい
る。
デイソーター、バーガー等、プラールの前述し
た特許に記載されているアンクルジヨイント人工
器官は、ピボツト運動あるいは回転運動を可能に
するようなエラストマーの好ましい使用例を示す
最良の設計であるように思える。それにもかかわ
らず、これらの三つの特許に用いられている人工
器官のエラストマーピボツトは、与えられた空間
内でのエラストマーの最適の使用とは言えない。
特に、デイソーター、バーガー等およびプラール
のアンクルジヨイント人工器官における筒状のエ
ラストマーは、比較的高く、ねじれによるひずみ
を受け、長期間の使用によつて破壊されることに
なる。これらの特許された人工器官のエラストマ
ーの受けるひずみは、人工器官の数百回あるいは
数千回の関節運動の期間においては損傷せず、数
百万回の偏倚を考えたときこのひずみが問題とな
るのである。このような関節運動の回数は、1年
あるいは2年の正常な使用によつて容易に経験さ
れる程度のものである。人体外部に用いられるア
ンクルジヨイント人工器官においては、エラスト
マーの交換は、使用者にとつては余分な出費であ
り、不都合である。このような人工器官を使用者
の体内に挿入すると、1、2年内のエラストマー
の損傷によりこのような人工器官の使用が制限さ
れることになる。
た特許に記載されているアンクルジヨイント人工
器官は、ピボツト運動あるいは回転運動を可能に
するようなエラストマーの好ましい使用例を示す
最良の設計であるように思える。それにもかかわ
らず、これらの三つの特許に用いられている人工
器官のエラストマーピボツトは、与えられた空間
内でのエラストマーの最適の使用とは言えない。
特に、デイソーター、バーガー等およびプラール
のアンクルジヨイント人工器官における筒状のエ
ラストマーは、比較的高く、ねじれによるひずみ
を受け、長期間の使用によつて破壊されることに
なる。これらの特許された人工器官のエラストマ
ーの受けるひずみは、人工器官の数百回あるいは
数千回の関節運動の期間においては損傷せず、数
百万回の偏倚を考えたときこのひずみが問題とな
るのである。このような関節運動の回数は、1年
あるいは2年の正常な使用によつて容易に経験さ
れる程度のものである。人体外部に用いられるア
ンクルジヨイント人工器官においては、エラスト
マーの交換は、使用者にとつては余分な出費であ
り、不都合である。このような人工器官を使用者
の体内に挿入すると、1、2年内のエラストマー
の損傷によりこのような人工器官の使用が制限さ
れることになる。
この発明は、内部および外部のいずれにも使用
可能で、ピボツト運動あるいは回転運動を許容
し、最大限の耐用期間を有するジヨイント人工器
官を提供しようとするものである。この発明によ
るジヨイント人工器官は、比較的伸長性がなく、
互いに間隔を置いて配置された一対の基本要素を
有する。この二つの基本要素間には、これらと間
隔を置いて比較的伸長性のない材料で構成された
ピボツト部材が配置されている。ピボツト部材
は、ピボツト部材と基本要素間の相対的な回転を
許容するように基本要素の各々に可撓的に取り付
けられている。その結果、二つの基本要素は、ピ
ボツト部材の中心軸に少なくとも隣接し少なくと
もほぼ平行な軸の回りに接近隔離するように回転
出来る。基本要素から独立しているピボツト部材
およびピボツト軸の使用は、許容すべき所定の角
度運動およびピボツト部材を基本要素に可撓的に
取り付ける物質の所定の最大ひずみに対して人工
器官を比較的小型にすることができるようにす
る。あるいはこの発明の人工器官は、許容すべき
所定の角運動および人工器官の所定のサイズに対
してピボツト部材と基本要素を取り付ける可撓性
材料に低い最大ひずみとより長い耐用年数を与え
る。上述した作用効果は、ピボツト部材あるいは
ピンが基本要素の一つに固定されるデイソーター
の米国特許第1911440号およびプラールの米国特
許第3480972号に示される如き人工器官に比して
顕著である。
可能で、ピボツト運動あるいは回転運動を許容
し、最大限の耐用期間を有するジヨイント人工器
官を提供しようとするものである。この発明によ
るジヨイント人工器官は、比較的伸長性がなく、
互いに間隔を置いて配置された一対の基本要素を
有する。この二つの基本要素間には、これらと間
隔を置いて比較的伸長性のない材料で構成された
ピボツト部材が配置されている。ピボツト部材
は、ピボツト部材と基本要素間の相対的な回転を
許容するように基本要素の各々に可撓的に取り付
けられている。その結果、二つの基本要素は、ピ
ボツト部材の中心軸に少なくとも隣接し少なくと
もほぼ平行な軸の回りに接近隔離するように回転
出来る。基本要素から独立しているピボツト部材
およびピボツト軸の使用は、許容すべき所定の角
度運動およびピボツト部材を基本要素に可撓的に
取り付ける物質の所定の最大ひずみに対して人工
器官を比較的小型にすることができるようにす
る。あるいはこの発明の人工器官は、許容すべき
所定の角運動および人工器官の所定のサイズに対
してピボツト部材と基本要素を取り付ける可撓性
材料に低い最大ひずみとより長い耐用年数を与え
る。上述した作用効果は、ピボツト部材あるいは
ピンが基本要素の一つに固定されるデイソーター
の米国特許第1911440号およびプラールの米国特
許第3480972号に示される如き人工器官に比して
顕著である。
この発明の好ましい実施例においては、ピボツ
ト部材は、少なく共一部をエラストマーで構成し
た部材により基本部材に取り付けられる。全体も
しくは一部を可撓性にした部材を介してのみのピ
ボツト部材の基本要素への取り付けは、基本要素
間での人工器官の比較的伸長性がなく運動を制限
する接続による自由な動きを保証する。可撓性の
取り付け部材の二つの部分が、ピボツト部材の中
心長手軸にほぼ直角にみて弧状であることが好ま
しい。取り付け部材の第1および第2の部分の
各々は、ピボツト部材のほぼ全長にわたつて伸長
しピボツト部材付近から外方に突出する一対の露
出面を有している。可撓性の取り付け部材の一方
の部分の露出面は、ピボツト部材のほぼ半径方向
でみてその全長の大部分にわたつて取り付け部材
の他方の部分の露出面から間隔を置いて配置され
る。可撓性の取り付け部材のこのような二つの部
分間の間隔は、ピボツト部材と基本要素のいずれ
かとの間相対的なピボツト運動あるいは回転を容
易にし、基本要素の他方あるいは取り付け部材の
部分と干渉することがない。またさらに相対的な
ピボツト運動あるいは回転を容易にするために、
人工器官の基本要素の各々は、ピボツト部材の長
手中心軸にほぼ直角な断面でみて凹面弧状をなす
面を有することが好ましい。基本要素の弧状面の
各々は、ピボツト部材の凸面弧状面から間隔を置
いて配置されこれに対向している。人工器官の二
つの基本要素の少なく共一つは、人体と関連する
部分に取り付けるための構造を有していなければ
ならない。
ト部材は、少なく共一部をエラストマーで構成し
た部材により基本部材に取り付けられる。全体も
しくは一部を可撓性にした部材を介してのみのピ
ボツト部材の基本要素への取り付けは、基本要素
間での人工器官の比較的伸長性がなく運動を制限
する接続による自由な動きを保証する。可撓性の
取り付け部材の二つの部分が、ピボツト部材の中
心長手軸にほぼ直角にみて弧状であることが好ま
しい。取り付け部材の第1および第2の部分の
各々は、ピボツト部材のほぼ全長にわたつて伸長
しピボツト部材付近から外方に突出する一対の露
出面を有している。可撓性の取り付け部材の一方
の部分の露出面は、ピボツト部材のほぼ半径方向
でみてその全長の大部分にわたつて取り付け部材
の他方の部分の露出面から間隔を置いて配置され
る。可撓性の取り付け部材のこのような二つの部
分間の間隔は、ピボツト部材と基本要素のいずれ
かとの間相対的なピボツト運動あるいは回転を容
易にし、基本要素の他方あるいは取り付け部材の
部分と干渉することがない。またさらに相対的な
ピボツト運動あるいは回転を容易にするために、
人工器官の基本要素の各々は、ピボツト部材の長
手中心軸にほぼ直角な断面でみて凹面弧状をなす
面を有することが好ましい。基本要素の弧状面の
各々は、ピボツト部材の凸面弧状面から間隔を置
いて配置されこれに対向している。人工器官の二
つの基本要素の少なく共一つは、人体と関連する
部分に取り付けるための構造を有していなければ
ならない。
この発明が例えば外部用のアンクルジヨイント
人工器官に実施されるときは、基本要素をピボツ
ト部材に可撓的に取り付ける一つの部分を有する
取り付け部材は、さらにピボツト部材と対向する
基本要素の弧状面の後方の位置で基本要素の少な
く共一方に取り付けられる部分を有する。取り付
け部材のこの第3の部分は、これが取り付けられ
ている基本要素の一方から他方の要素へ向つて延
伸配置されて、二つの基本要素間の相対的な回
転、特に二つの基本要素の後方部間の回転を可撓
性に制限する。可撓性の取り付け部材はさらにピ
ボツト部材と向かい合う基本要素の弧状面よりも
前方の位置で二つの基本要素の少なくとも一方に
取り付けられる第4の部分を有することができ
る。この取り付け部材の第4の部分は、これが取
り付けられる一方の基本要素から他方の基本要素
に向つて延伸配置される。このような配置によつ
て、取り付け部材の第4の部分は、二つの基本要
素の前方部間の相対的な回転を可撓的に制限す
る。取り付け部材の第3の部分および第4の部分
の各々は、少なく共一部分をエラストマーで形成
しなければならない。アンクルジヨイント人工器
官の二つの基本要素の対向面は、ピボツト部材と
向き合う弧状部分、弧状部分の前方に配置された
部分および弧状部分の後方に配置された部分を
各々を有していなければならない。二つの基本要
素の対向面の前方部分は、ピボツト部材から離れ
る方向に互いに放射状をなす。二つの対向面の後
方部分も同様に配置されなければならない。
人工器官に実施されるときは、基本要素をピボツ
ト部材に可撓的に取り付ける一つの部分を有する
取り付け部材は、さらにピボツト部材と対向する
基本要素の弧状面の後方の位置で基本要素の少な
く共一方に取り付けられる部分を有する。取り付
け部材のこの第3の部分は、これが取り付けられ
ている基本要素の一方から他方の要素へ向つて延
伸配置されて、二つの基本要素間の相対的な回
転、特に二つの基本要素の後方部間の回転を可撓
性に制限する。可撓性の取り付け部材はさらにピ
ボツト部材と向かい合う基本要素の弧状面よりも
前方の位置で二つの基本要素の少なくとも一方に
取り付けられる第4の部分を有することができ
る。この取り付け部材の第4の部分は、これが取
り付けられる一方の基本要素から他方の基本要素
に向つて延伸配置される。このような配置によつ
て、取り付け部材の第4の部分は、二つの基本要
素の前方部間の相対的な回転を可撓的に制限す
る。取り付け部材の第3の部分および第4の部分
の各々は、少なく共一部分をエラストマーで形成
しなければならない。アンクルジヨイント人工器
官の二つの基本要素の対向面は、ピボツト部材と
向き合う弧状部分、弧状部分の前方に配置された
部分および弧状部分の後方に配置された部分を
各々を有していなければならない。二つの基本要
素の対向面の前方部分は、ピボツト部材から離れ
る方向に互いに放射状をなす。二つの対向面の後
方部分も同様に配置されなければならない。
以下の添付の図面に示す実施例に基いてこの発
明を詳細に説明する。
明を詳細に説明する。
第1図において、この発明によるアンクルジヨ
イント人工器官10は、義肢12と義足14との
間に取り付けられている。義肢12は、人間の身
体を支えるのに充分な強度を有している金属、
木、ナイロンあるいは強化プラスチツク等の材質
により形成されている。義肢12は中空であつ
て、ほぼ筒状の本体16と人工器官10に隣接し
ている端部壁18を有している。端部壁18は、
義肢の軸方向に延びる開孔20を有し、そこにナ
ツト22を固定収容している。ナツト22には、
金属の取り付けアダプター26のボルト24がね
じ込まれている。アダプター26は、ボルト24
と円形の地板28とからなり、地板28の一側か
ら地板28の面に直角にボルト24が突出してい
る。第2図から明らかな如く、地板28は円周方
向に間隔を置いて配置された四つの孔を有してい
る。地板28の孔の各々はアンクルジヨイント人
工器官10の上面にねじ込まれるねじ30を受け
入れ、これによつて取り付けアダプター26が人
工器官10に固定される。第2の金属の取り付け
アダプター30が、アダプター26の取り付けら
れているのと反対の人工器官の下面に固定さてい
て、必ずしも必要ではないがアダプター26と同
一の形状を与えられている。四つのねじ(図示せ
ず)が、アダプター30の地板32に設けた孔を
介して人工器官10にねじ込まれる。地板32に
固定結合されたボルト34が地板から突出し義足
14のかかとに丁度合致するように義足14の開
孔36内に入る。この開孔36は、ボルト34と
螺合するナツト38を受け入れ保持している。義
肢12と同様に、義足14は人体を支えるに充分
な強度の金属、ナイロン、木あるいは強化プラス
チツクの如き材質によつて形成されている。
イント人工器官10は、義肢12と義足14との
間に取り付けられている。義肢12は、人間の身
体を支えるのに充分な強度を有している金属、
木、ナイロンあるいは強化プラスチツク等の材質
により形成されている。義肢12は中空であつ
て、ほぼ筒状の本体16と人工器官10に隣接し
ている端部壁18を有している。端部壁18は、
義肢の軸方向に延びる開孔20を有し、そこにナ
ツト22を固定収容している。ナツト22には、
金属の取り付けアダプター26のボルト24がね
じ込まれている。アダプター26は、ボルト24
と円形の地板28とからなり、地板28の一側か
ら地板28の面に直角にボルト24が突出してい
る。第2図から明らかな如く、地板28は円周方
向に間隔を置いて配置された四つの孔を有してい
る。地板28の孔の各々はアンクルジヨイント人
工器官10の上面にねじ込まれるねじ30を受け
入れ、これによつて取り付けアダプター26が人
工器官10に固定される。第2の金属の取り付け
アダプター30が、アダプター26の取り付けら
れているのと反対の人工器官の下面に固定さてい
て、必ずしも必要ではないがアダプター26と同
一の形状を与えられている。四つのねじ(図示せ
ず)が、アダプター30の地板32に設けた孔を
介して人工器官10にねじ込まれる。地板32に
固定結合されたボルト34が地板から突出し義足
14のかかとに丁度合致するように義足14の開
孔36内に入る。この開孔36は、ボルト34と
螺合するナツト38を受け入れ保持している。義
肢12と同様に、義足14は人体を支えるに充分
な強度の金属、ナイロン、木あるいは強化プラス
チツクの如き材質によつて形成されている。
さらに義足14を構成する材質は或る程度の可
撓性を与えるように形成される。この可撓性によ
り、例えば歩行に際して固い面に足が接触したと
き足に加わり、足から人工器官10、義肢を介し
て使用者の足へ伝えられるシヨツクが或る程度軽
減される。一つあるいは複数のエラストマーある
いは他の可撓性材質を義足14に配することによ
つて可撓性を増すようにすることができる。エラ
ストマーのいくつかの独立した部分を義足に設け
ることによつて可撓性を与える技術が、カイザー
による米国特許第2183076号に示されている。
撓性を与えるように形成される。この可撓性によ
り、例えば歩行に際して固い面に足が接触したと
き足に加わり、足から人工器官10、義肢を介し
て使用者の足へ伝えられるシヨツクが或る程度軽
減される。一つあるいは複数のエラストマーある
いは他の可撓性材質を義足14に配することによ
つて可撓性を増すようにすることができる。エラ
ストマーのいくつかの独立した部分を義足に設け
ることによつて可撓性を与える技術が、カイザー
による米国特許第2183076号に示されている。
アンクルジヨイント人工器官10は、二つの同
一形状の、垂直方向に離れて配置された基本要素
40と42を有している。基本要素40と42の
各々は、金属、プラスチツクあるいは強化プラス
チツクの如き比較的延伸性のない材質により形成
される。基本要素40と42の材質は、以下に明
らかにされる理由によりエラストマーに接着可能
な材質でなければならず、人工器官10に用いる
エラストマーとの比較において相対的に非伸長性
のものが選ばれなければならない。要素40と4
2は、それぞれ互いに向かい合う輪郭面44と4
6を有しており、これらの面は互いに離隔されて
いる。この輪郭面44,46のそれぞれの反対側
に、要素40と42は、それぞれほぼ平らは面4
8と50を有している。要素40の平らな面48
は、ボルト24とは反対側のアダプター地板28
の面に向かい合いかつ隣接している。地板28の
孔に受け入れられたねじ30が、面48すなわち
要素40に設けられた図示せぬめくら孔にねじ込
まれる。同様に、要素42の平らな面50が、ボ
ルト34とは反対側のアダプター地板32の面と
向かい合い、これに隣接させられる。地板32の
孔(図示せず)に受け入れられたねじ(図示せ
ず)が、平らな面50、すなわち要素42に設け
られた図示せぬめくら孔にねじ込まれている。人
工器官10の基本要素40と42とは、それぞれ
別個の取り付けアダプター28と32に取り付け
られているが、アダプターのボルト24と34
は、隣接する基本要素と一体に形成されてもよ
い。
一形状の、垂直方向に離れて配置された基本要素
40と42を有している。基本要素40と42の
各々は、金属、プラスチツクあるいは強化プラス
チツクの如き比較的延伸性のない材質により形成
される。基本要素40と42の材質は、以下に明
らかにされる理由によりエラストマーに接着可能
な材質でなければならず、人工器官10に用いる
エラストマーとの比較において相対的に非伸長性
のものが選ばれなければならない。要素40と4
2は、それぞれ互いに向かい合う輪郭面44と4
6を有しており、これらの面は互いに離隔されて
いる。この輪郭面44,46のそれぞれの反対側
に、要素40と42は、それぞれほぼ平らは面4
8と50を有している。要素40の平らな面48
は、ボルト24とは反対側のアダプター地板28
の面に向かい合いかつ隣接している。地板28の
孔に受け入れられたねじ30が、面48すなわち
要素40に設けられた図示せぬめくら孔にねじ込
まれる。同様に、要素42の平らな面50が、ボ
ルト34とは反対側のアダプター地板32の面と
向かい合い、これに隣接させられる。地板32の
孔(図示せず)に受け入れられたねじ(図示せ
ず)が、平らな面50、すなわち要素42に設け
られた図示せぬめくら孔にねじ込まれている。人
工器官10の基本要素40と42とは、それぞれ
別個の取り付けアダプター28と32に取り付け
られているが、アダプターのボルト24と34
は、隣接する基本要素と一体に形成されてもよ
い。
人工器官10の基本要素40の輪郭面44は、
第1図でみて凹面状の中央部52を有している。
中央部52の後方には、人工器官の前方から後方
に面48に向つて傾斜する面44の平らな後方部
54が位置する。中央部52の前方には、人工器
官10の後方から前方に面48に向かつて傾斜す
る面44の平らな前方部56が位置する。基本要
素42の輪郭面46は同様に、凹面状の中央部5
8、平らな後方部60および平らな前方部62を
有している。面50の前方部62と後方部60は
面48の方向へ傾斜している。輪郭面44と46
の中央部52と58の間に配置されているのは、
円筒形のピボツト部材あるいはピン64である。
ピン64は、比較的伸長性のない、金属、強化プ
ラスチツクあるいはナイロンを材質とし、その中
心長手軸66は、義肢12の長手軸にほぼ直角で
あり、義足14の長手軸をほぼ横切るように配置
されている。その形状と配置のゆえに、ピン64
は、人工器官10のそれぞれの基本要素40と4
2の中央部52と58の各々に対して凸面を向け
ている。ピン64は、エラストマーの如き可撓性
部分68により人工器官10の要素40と42に
可撓性をもつて取り付けられている。部分68の
エラストマーは、天然ゴムあるいは合成エラスト
マーが用いられる。人工器官10中の可撓性物質
は全て単一の結合された部分68の一部として示
されているが、以下述べられる部分68の種々の
個所の各々は、製造その他の目的で好ましけれ
ば、個々に独立した部材で構成することができ
る。
第1図でみて凹面状の中央部52を有している。
中央部52の後方には、人工器官の前方から後方
に面48に向つて傾斜する面44の平らな後方部
54が位置する。中央部52の前方には、人工器
官10の後方から前方に面48に向かつて傾斜す
る面44の平らな前方部56が位置する。基本要
素42の輪郭面46は同様に、凹面状の中央部5
8、平らな後方部60および平らな前方部62を
有している。面50の前方部62と後方部60は
面48の方向へ傾斜している。輪郭面44と46
の中央部52と58の間に配置されているのは、
円筒形のピボツト部材あるいはピン64である。
ピン64は、比較的伸長性のない、金属、強化プ
ラスチツクあるいはナイロンを材質とし、その中
心長手軸66は、義肢12の長手軸にほぼ直角で
あり、義足14の長手軸をほぼ横切るように配置
されている。その形状と配置のゆえに、ピン64
は、人工器官10のそれぞれの基本要素40と4
2の中央部52と58の各々に対して凸面を向け
ている。ピン64は、エラストマーの如き可撓性
部分68により人工器官10の要素40と42に
可撓性をもつて取り付けられている。部分68の
エラストマーは、天然ゴムあるいは合成エラスト
マーが用いられる。人工器官10中の可撓性物質
は全て単一の結合された部分68の一部として示
されているが、以下述べられる部分68の種々の
個所の各々は、製造その他の目的で好ましけれ
ば、個々に独立した部材で構成することができ
る。
ピン64の外側の凸面は、可撓性あるいはエラ
ストマー部分68の弧状部70により要素40の
弧状中央部52に可撓性をもつて取り付けられて
いる。ピン64の長手軸66に直角な方向からみ
て、可撓性の弧状部70は頭を切つた楔形に近似
している。弧状部70は、ピン64の弧状の外側
球面の一部および面44の部分52に硫化あるい
は接着等により取り付けられる。ピン64をもう
一つの基本要素42に固定するために、エラスト
マー部分68の同様な弧状部72が、ピン52の
球面の一部と要素42の中央弧状部58の間に配
置され接着される。エラストマー部分70と72
は、ピン64の長手方向に伸長し、ほぼ半径にピ
ンの外面から外側に向かう一対の露出面74と7
6をそれぞれ有している。ピンの半径方向でみて
可撓性部分70の露出面74は、可撓性部分72
の露出面76から離れている。面74は、ピン6
4の付近で面76と交叉するが、ピン64の半径
方向外側では面76から放射状に離れる。同様
に、基本要素40の輪郭面44の前方部56は、
基本要素42の輪郭面46の前方部62から放射
状に離れている。面44および46の後方部54
および60も同様にピン64から半径方向外側に
離れた方向では、互いに放射状に離隔する。面7
4と76間、面56と62間、および面54と6
0間の離隔の結果、例えばピン64と基本要素4
0間に相対的なピボツト運動あるいは回転運動が
生じ、この運動を許容するように偏倚するエラス
トマー部分70とエラストマー72との間に干渉
が生じず、また人工器官10の二つの基本要素4
0と42間にも干渉が生じない。
ストマー部分68の弧状部70により要素40の
弧状中央部52に可撓性をもつて取り付けられて
いる。ピン64の長手軸66に直角な方向からみ
て、可撓性の弧状部70は頭を切つた楔形に近似
している。弧状部70は、ピン64の弧状の外側
球面の一部および面44の部分52に硫化あるい
は接着等により取り付けられる。ピン64をもう
一つの基本要素42に固定するために、エラスト
マー部分68の同様な弧状部72が、ピン52の
球面の一部と要素42の中央弧状部58の間に配
置され接着される。エラストマー部分70と72
は、ピン64の長手方向に伸長し、ほぼ半径にピ
ンの外面から外側に向かう一対の露出面74と7
6をそれぞれ有している。ピンの半径方向でみて
可撓性部分70の露出面74は、可撓性部分72
の露出面76から離れている。面74は、ピン6
4の付近で面76と交叉するが、ピン64の半径
方向外側では面76から放射状に離れる。同様
に、基本要素40の輪郭面44の前方部56は、
基本要素42の輪郭面46の前方部62から放射
状に離れている。面44および46の後方部54
および60も同様にピン64から半径方向外側に
離れた方向では、互いに放射状に離隔する。面7
4と76間、面56と62間、および面54と6
0間の離隔の結果、例えばピン64と基本要素4
0間に相対的なピボツト運動あるいは回転運動が
生じ、この運動を許容するように偏倚するエラス
トマー部分70とエラストマー72との間に干渉
が生じず、また人工器官10の二つの基本要素4
0と42間にも干渉が生じない。
人工器官10の部分68のエラストマー部分7
0と72は、ピン64および基本要素40と42
間の相対運動を可撓的に許容しかつある程度可撓
的にこれに抵抗する。自然なアンクルジヨイント
の背面方向あるいは足底方向の偏倚に応じた回転
あるいはピボツト運動はピン64の長手軸66に
少なくとも隣接し、少なくともほぼ平行に配置さ
れた軸の回りに生じる。エラストマー部70と7
2は、背面方向および足底方向への偏倚に対して
いくらか可撓性をもつて抵抗するが、エラストマ
ーはねじりせん断を受け、偏倚を緩和しこの運動
を制限するに充分なだけの抵抗は示さない。従つ
て、基本要素40と42の輪郭面44と46の後
方部54と60には、エラストマー部分68のう
ちの後方可撓性バンパー部分78と80が固定さ
れる。後方バンパー78と80の各々は、これら
が固定されている後方部54あるいは60から離
隔し、互いに接近するように配置されている。し
かしながら後方バンパー78と80は互いに接触
せず、人工器官10が正規の非偏倚位置にあると
きは、僅かに離隔している。その結果、例えば人
工器官10の基本要素40と42間の相対回転
が、面44と46の後方部54と60を互いに離
すように動かすとき、バンパー78と80には引
張荷重は加えられない。アンクルジヨイント人工
器官10はまた、これと協働するエラストマー部
分68の一部である前バンパー82と84とを有
している。前方バンパー82と84は、基本要素
40と42の輪郭面44と46の前方部56と6
2にそれぞれ固定されている。バンパー82と8
4の各々はこれらが取り付けられている面44あ
るいは46から離隔し、互いに接近するように突
出する。後方バンパー78と80と同様、バンパ
ー82と84は互いに結合されることはなく、従
つて、例えば人工器官10の基本要素40と42
間の相対回転が、面56と62を互いに離すよう
にしたとき、バンパー82と84に引張荷重が加
わることがない。もちろん、バンパー78,8
0,82および84はエラストマーの圧縮荷重に
よる人工器官10の偏倚に抵抗する。
0と72は、ピン64および基本要素40と42
間の相対運動を可撓的に許容しかつある程度可撓
的にこれに抵抗する。自然なアンクルジヨイント
の背面方向あるいは足底方向の偏倚に応じた回転
あるいはピボツト運動はピン64の長手軸66に
少なくとも隣接し、少なくともほぼ平行に配置さ
れた軸の回りに生じる。エラストマー部70と7
2は、背面方向および足底方向への偏倚に対して
いくらか可撓性をもつて抵抗するが、エラストマ
ーはねじりせん断を受け、偏倚を緩和しこの運動
を制限するに充分なだけの抵抗は示さない。従つ
て、基本要素40と42の輪郭面44と46の後
方部54と60には、エラストマー部分68のう
ちの後方可撓性バンパー部分78と80が固定さ
れる。後方バンパー78と80の各々は、これら
が固定されている後方部54あるいは60から離
隔し、互いに接近するように配置されている。し
かしながら後方バンパー78と80は互いに接触
せず、人工器官10が正規の非偏倚位置にあると
きは、僅かに離隔している。その結果、例えば人
工器官10の基本要素40と42間の相対回転
が、面44と46の後方部54と60を互いに離
すように動かすとき、バンパー78と80には引
張荷重は加えられない。アンクルジヨイント人工
器官10はまた、これと協働するエラストマー部
分68の一部である前バンパー82と84とを有
している。前方バンパー82と84は、基本要素
40と42の輪郭面44と46の前方部56と6
2にそれぞれ固定されている。バンパー82と8
4の各々はこれらが取り付けられている面44あ
るいは46から離隔し、互いに接近するように突
出する。後方バンパー78と80と同様、バンパ
ー82と84は互いに結合されることはなく、従
つて、例えば人工器官10の基本要素40と42
間の相対回転が、面56と62を互いに離すよう
にしたとき、バンパー82と84に引張荷重が加
わることがない。もちろん、バンパー78,8
0,82および84はエラストマーの圧縮荷重に
よる人工器官10の偏倚に抵抗する。
アンクルジヨイント人工器官10の動作を以下
に説明する。義足14のかかとが地面を打つと、
人工器官10の基本要素40の後部が、ピン64
の軸66の回りに基本要素42の後方に向つて回
転する。ピン64に対して要素40と42を取り
付けているエラストマー部分70と72は、ねじ
りせん断的に偏倚して、基本要素とピン間の相対
回転を可能にする。同時に後方バンパー78と8
0が、接近し、相対運動を制限すると共に義足1
4に与えられる衝撃荷重を吸収するように圧縮さ
れる。人工器官の使用者の体重が人工器官および
義足の前方へ移ると、要素40の後部が要素42
の後部から離れるように回転し始める。この回転
は、エラストマー部分70と72のねじれ偏倚を
軽減し、バンパー78と80に加わる圧縮荷重を
緩和する。使用者の体重が前方への移動を続行す
ると、エラストマー部分70と72は、ねじりせ
ん断により再び偏倚し、前方のバンパー82と8
4が接近して、要素40の前方部の要素42の前
方部へ向かう相対運動を制限するように圧縮され
る。使用者が地面から義足14を持ち上げ、次の
ステツプに備えると、バンパー82と84および
エラストマー部分70と72に対する荷重は緩和
されることになる。
に説明する。義足14のかかとが地面を打つと、
人工器官10の基本要素40の後部が、ピン64
の軸66の回りに基本要素42の後方に向つて回
転する。ピン64に対して要素40と42を取り
付けているエラストマー部分70と72は、ねじ
りせん断的に偏倚して、基本要素とピン間の相対
回転を可能にする。同時に後方バンパー78と8
0が、接近し、相対運動を制限すると共に義足1
4に与えられる衝撃荷重を吸収するように圧縮さ
れる。人工器官の使用者の体重が人工器官および
義足の前方へ移ると、要素40の後部が要素42
の後部から離れるように回転し始める。この回転
は、エラストマー部分70と72のねじれ偏倚を
軽減し、バンパー78と80に加わる圧縮荷重を
緩和する。使用者の体重が前方への移動を続行す
ると、エラストマー部分70と72は、ねじりせ
ん断により再び偏倚し、前方のバンパー82と8
4が接近して、要素40の前方部の要素42の前
方部へ向かう相対運動を制限するように圧縮され
る。使用者が地面から義足14を持ち上げ、次の
ステツプに備えると、バンパー82と84および
エラストマー部分70と72に対する荷重は緩和
されることになる。
人工器官が許容する基本的な運動は、義肢12
に対する義足14の背面(dorsal)および足底
(plantar)偏倚である。偏倚は、義肢12の長手
軸にほぼ直角であつて義足14の長手軸を横切る
軸の回りに生じる。換言すれば、ピン64の長手
軸と合致はしないまでもこれに少なくとも隣接
し、少なくともほぼ平行な軸の回りに生じる。回
転の軸とピンの軸64との合致は、ピン64と要
素40あるいは42間の回転時のシフトに一部依
存している。人工器官10にエラストマーを用い
ることによつて、義足14の内反(inversion)
あるいは外反(eversion)同様、ある程度の内方
回転および外方回転が人工器官により可能とな
る。義足の長手軸にほぼ平行な軸の回りの回転で
ある内反および外反を可能とするために、人工器
官10の基本要素40と42は、人工器官の二つ
のサイドの一方あるいは他方に隣接して互いに回
転しなければならない。要素40と42間の相対
的な回転は、人工器官10の一方のサイドあるい
はピン64の一端に隣接した二つのエラストマー
部分70と72の圧縮により許容される。人工器
官10の他方のサイドとピン64の他端に隣接し
てエラストマー70と72は、要素40と42が
互いに離れるように回転する際、張力を受ける。
人工器官10の使用者の体重は、エラストマー部
分70と72に予め圧縮荷重を与えることができ
るので、互いに離れようとする要素40と42の
相対運動は、引張荷重を与えることなくこの予荷
重を単に緩和することになる。
に対する義足14の背面(dorsal)および足底
(plantar)偏倚である。偏倚は、義肢12の長手
軸にほぼ直角であつて義足14の長手軸を横切る
軸の回りに生じる。換言すれば、ピン64の長手
軸と合致はしないまでもこれに少なくとも隣接
し、少なくともほぼ平行な軸の回りに生じる。回
転の軸とピンの軸64との合致は、ピン64と要
素40あるいは42間の回転時のシフトに一部依
存している。人工器官10にエラストマーを用い
ることによつて、義足14の内反(inversion)
あるいは外反(eversion)同様、ある程度の内方
回転および外方回転が人工器官により可能とな
る。義足の長手軸にほぼ平行な軸の回りの回転で
ある内反および外反を可能とするために、人工器
官10の基本要素40と42は、人工器官の二つ
のサイドの一方あるいは他方に隣接して互いに回
転しなければならない。要素40と42間の相対
的な回転は、人工器官10の一方のサイドあるい
はピン64の一端に隣接した二つのエラストマー
部分70と72の圧縮により許容される。人工器
官10の他方のサイドとピン64の他端に隣接し
てエラストマー70と72は、要素40と42が
互いに離れるように回転する際、張力を受ける。
人工器官10の使用者の体重は、エラストマー部
分70と72に予め圧縮荷重を与えることができ
るので、互いに離れようとする要素40と42の
相対運動は、引張荷重を与えることなくこの予荷
重を単に緩和することになる。
合致しないとしてもほぼ義肢12の長手軸に平
行な軸の回りに生じる義足の外方回転および内方
回転は、エラストマー部分70と72のせん断偏
倚により基本的に可能とされる。エラストマー部
分70と72の露出面74と76間のスペースの
ために、および、基本要素40と42間の間隔の
ゆえに、義足14の回転を許容するのに必要なエ
ラストマーの圧縮は基本的には存在しない。その
結果、外方回転および内方回転は、内反および外
反よりもより容易にかつ少ない力で実現される。
人工器官10が充分な程度の回転を行なうことが
できないときは、人工器官に補助的な回転体を設
けることができる。このような回転体は、例え
ば、上方の基本要素40と義肢12との間に配置
されることとなる。補助的な回転体の例が、ムー
アの米国特許第3956775号、ハウプトの同第
4007497号およびオーエンス等の同第4038705号に
記載されている。
行な軸の回りに生じる義足の外方回転および内方
回転は、エラストマー部分70と72のせん断偏
倚により基本的に可能とされる。エラストマー部
分70と72の露出面74と76間のスペースの
ために、および、基本要素40と42間の間隔の
ゆえに、義足14の回転を許容するのに必要なエ
ラストマーの圧縮は基本的には存在しない。その
結果、外方回転および内方回転は、内反および外
反よりもより容易にかつ少ない力で実現される。
人工器官10が充分な程度の回転を行なうことが
できないときは、人工器官に補助的な回転体を設
けることができる。このような回転体は、例え
ば、上方の基本要素40と義肢12との間に配置
されることとなる。補助的な回転体の例が、ムー
アの米国特許第3956775号、ハウプトの同第
4007497号およびオーエンス等の同第4038705号に
記載されている。
第1図および第2図に示すアンクルジヨイント
人工器官10は、例えばプラールの米国特許第
3480972号に記載の人工器官と同様の構造である
と理解されるであろうが、二つの有効な耐久時間
の観点で大きな構造上の差異がある。このプラー
ルのアンクルジヨイント人工器官および同様の他
の器官では、エラストマーの筒状のブツシユが剛
体の外側スリーブと内側のピンの間に配置され接
着されている。スリーブは、例えば義肢に取り付
けられ、ピンは義足に取り付けられる。義足と義
肢間の偏倚は、エラストマーブツシユのねじれ偏
倚により可能にされる。エラストマーブツシユの
ひずみの程度は、ブツシユの半径方向の厚さと許
容すべき回転運動あるいはねじれ運動の量によつ
て定まる。所定のねじれ運動量に対して、比較的
薄いエラストマーブツシユは、比較的大きなひず
みを受け、エラストマーの早期の疲労破壊により
サービスライフを短かくする。厚めのブツシユは
エラストマーの受けるひずみを少なくし、サービ
スライフを延長させるが、恐らく人工器官の全体
のサイズを大きくすることになろう。さらにピボ
ツト運動を行ない点から任意の距離におけるエラ
ストマー要素の有効ばね比は、上記距離の2乗を
並進せん断(translational shear)のエラストマ
ーのばね比に乗じたものに比例する。ピボツト点
に最も接近したエラストマー部分は、ピボツト点
から離れたエラストマー部分よりも回転せん断に
ついてはより柔軟であるので、例えばエラストマ
ーブツシユのねじりひずみあるいは偏倚の大部分
は、ピボツト点に最も近いエラストマー部分に生
じることとなる。その結果、エラストマーブツシ
ユの半径方向の厚さを倍にしても、ピボツト運動
を行なうように偏倚する際エラストマーの受ける
ひずみは半分にはならず、それほどひずみを減少
させることにはならない。
人工器官10は、例えばプラールの米国特許第
3480972号に記載の人工器官と同様の構造である
と理解されるであろうが、二つの有効な耐久時間
の観点で大きな構造上の差異がある。このプラー
ルのアンクルジヨイント人工器官および同様の他
の器官では、エラストマーの筒状のブツシユが剛
体の外側スリーブと内側のピンの間に配置され接
着されている。スリーブは、例えば義肢に取り付
けられ、ピンは義足に取り付けられる。義足と義
肢間の偏倚は、エラストマーブツシユのねじれ偏
倚により可能にされる。エラストマーブツシユの
ひずみの程度は、ブツシユの半径方向の厚さと許
容すべき回転運動あるいはねじれ運動の量によつ
て定まる。所定のねじれ運動量に対して、比較的
薄いエラストマーブツシユは、比較的大きなひず
みを受け、エラストマーの早期の疲労破壊により
サービスライフを短かくする。厚めのブツシユは
エラストマーの受けるひずみを少なくし、サービ
スライフを延長させるが、恐らく人工器官の全体
のサイズを大きくすることになろう。さらにピボ
ツト運動を行ない点から任意の距離におけるエラ
ストマー要素の有効ばね比は、上記距離の2乗を
並進せん断(translational shear)のエラストマ
ーのばね比に乗じたものに比例する。ピボツト点
に最も接近したエラストマー部分は、ピボツト点
から離れたエラストマー部分よりも回転せん断に
ついてはより柔軟であるので、例えばエラストマ
ーブツシユのねじりひずみあるいは偏倚の大部分
は、ピボツト点に最も近いエラストマー部分に生
じることとなる。その結果、エラストマーブツシ
ユの半径方向の厚さを倍にしても、ピボツト運動
を行なうように偏倚する際エラストマーの受ける
ひずみは半分にはならず、それほどひずみを減少
させることにはならない。
この発明による人工器官10は、エラストマー
部分68の構成によつてより効率よくかつ充分に
ひずみを制御することができる。義肢12と義足
14間の撓曲により必要となつた回転運動は、ピ
ボツト運動の軸に関して等距離にあるエラストマ
ー部分の特定部分70と72によつて許容される
のである。義足14と義肢12間の撓曲により必
要となる人工器官10の基本要素40と42間の
回転運動のほぼ半分が、ピン64と要素40との
間のエラストマー70の偏倚により吸収される。
残りの半分の運動は、ピン64と要素42間のエ
ラストマー72の偏倚により吸収される。従つ
て、同一の直径寸法において、人工器官10は、
プラール特許に示された人工器官に比して、所定
の最大ひずみに対して2倍の運動吸収と、所定の
撓曲に対して半分のひずみを示すことになる。
部分68の構成によつてより効率よくかつ充分に
ひずみを制御することができる。義肢12と義足
14間の撓曲により必要となつた回転運動は、ピ
ボツト運動の軸に関して等距離にあるエラストマ
ー部分の特定部分70と72によつて許容される
のである。義足14と義肢12間の撓曲により必
要となる人工器官10の基本要素40と42間の
回転運動のほぼ半分が、ピン64と要素40との
間のエラストマー70の偏倚により吸収される。
残りの半分の運動は、ピン64と要素42間のエ
ラストマー72の偏倚により吸収される。従つ
て、同一の直径寸法において、人工器官10は、
プラール特許に示された人工器官に比して、所定
の最大ひずみに対して2倍の運動吸収と、所定の
撓曲に対して半分のひずみを示すことになる。
第4図および第5図は、第1図、第2図および
第3図に示すアンクルジヨイント人工器官の他の
実施例である人工器官10′を示すものである。
第4図および第5図において前述の人工器官10
に対応する器官は10′で示される如く、対応す
る部材には同一番号にプライム記号を付すること
とする。人工器官10′は人工器官10と同様に、
比較的伸長性の低い材質からなる一対の離隔して
配置された基本要素40′と42′を有している。
基本要素40′と42′の各々は、輪郭面44′あ
るいは46′および対向する平らな面48′あるい
は50′を有している。輪郭面44′および46′
の凹面弧状部52′と58′の間には、比較的伸長
性のない材質により構成された円筒形のピン6
4′が配置されている。エラストマー部材70′と
72′がそれぞれ要素40′と42′に対してピン
64′を取り付けている。
第3図に示すアンクルジヨイント人工器官の他の
実施例である人工器官10′を示すものである。
第4図および第5図において前述の人工器官10
に対応する器官は10′で示される如く、対応す
る部材には同一番号にプライム記号を付すること
とする。人工器官10′は人工器官10と同様に、
比較的伸長性の低い材質からなる一対の離隔して
配置された基本要素40′と42′を有している。
基本要素40′と42′の各々は、輪郭面44′あ
るいは46′および対向する平らな面48′あるい
は50′を有している。輪郭面44′および46′
の凹面弧状部52′と58′の間には、比較的伸長
性のない材質により構成された円筒形のピン6
4′が配置されている。エラストマー部材70′と
72′がそれぞれ要素40′と42′に対してピン
64′を取り付けている。
人工器官10′と10との違いの一つは、人工
器官10の場合の独立した後方バンパー78と8
0とは異なつて、一部材である後方バンパー86
が基本要素40′と42′の間に配置されていると
ころにある。一部材である後方バンパー86は、
これによつて二つの独立した後方バンパー間に狭
いスペースを保持する必要がなくなるのでエラス
トマーのモールド成型を容易にする。さらに、一
体構造にしたことによつて、ごみや砂のバンパー
間への侵入が阻止され、バンパーの摩耗が防止さ
れる。しかしながらこのような構造のバンパー8
6は、撓曲を許容するための人工器官10′の動
作時に引張荷重を受けることになる。前に述べた
如く、引張荷重は、特に引張荷重がこの場合のよ
うに圧縮荷重と共に変化するときはエラストマー
部材の疲労に対するライフを短かくする。
器官10の場合の独立した後方バンパー78と8
0とは異なつて、一部材である後方バンパー86
が基本要素40′と42′の間に配置されていると
ころにある。一部材である後方バンパー86は、
これによつて二つの独立した後方バンパー間に狭
いスペースを保持する必要がなくなるのでエラス
トマーのモールド成型を容易にする。さらに、一
体構造にしたことによつて、ごみや砂のバンパー
間への侵入が阻止され、バンパーの摩耗が防止さ
れる。しかしながらこのような構造のバンパー8
6は、撓曲を許容するための人工器官10′の動
作時に引張荷重を受けることになる。前に述べた
如く、引張荷重は、特に引張荷重がこの場合のよ
うに圧縮荷重と共に変化するときはエラストマー
部材の疲労に対するライフを短かくする。
バンパー86には、人工器官の使用者の体重に
よる圧縮予荷重がかけられることになろう。この
圧縮予荷重は、少なくとも最少限にとどめられ、
多分全体としては除去されることになろう。これ
は、人工器官10′が撓曲して互いに接近するよ
うに要素40′と42′の前方部を移動せしめる際
の引張荷重に対応する。
よる圧縮予荷重がかけられることになろう。この
圧縮予荷重は、少なくとも最少限にとどめられ、
多分全体としては除去されることになろう。これ
は、人工器官10′が撓曲して互いに接近するよ
うに要素40′と42′の前方部を移動せしめる際
の引張荷重に対応する。
一体構造の後方バンパー86への引張荷重の可
能性は、輪郭面44′と46′の前方部56′と6
2′が前述の実施例の面56と62に比して比較
的接近しているということからも小さい。従つて
人工器官10′に可能である足底撓曲は人工器官
10に比して著しく小さくなる。
能性は、輪郭面44′と46′の前方部56′と6
2′が前述の実施例の面56と62に比して比較
的接近しているということからも小さい。従つて
人工器官10′に可能である足底撓曲は人工器官
10に比して著しく小さくなる。
人工器官10′と10の他の違いは、人工器官
10′の基本要素40′と42′が第5図に示すよ
うに平面図でみてほぼ八角形をなし、これに対し
て人工器官10の基本要素40と42は矩形をな
している。第5図から明らかな如く、基本要素4
0′と42′の八角形は、義足14の上部のアウト
ラインを越えて突出する基本要素40と42のコ
ーナーを除去したものである。人工器官10′は
また、バンパー86と基本要素40′,42′のイ
ンターフエースに近いバンパー86の面に形成さ
れた比較的目立つ溝88を有している。溝88
は、インターフエースに生じる高いストレスを緩
和する性質を有している。ピン64′は、両端に
めくら孔90を有し、これによつてピン64′は
人工器官10′のエラストマー部分を形成するた
めのモールド内で正しい位置を容易に占めること
ができるようになる。モールドには突起が設けら
れてめくら孔90と係合し、エラストマーのトラ
ンスフアーと硬化の際ピン64′を所定の位置に
保持する。
10′の基本要素40′と42′が第5図に示すよ
うに平面図でみてほぼ八角形をなし、これに対し
て人工器官10の基本要素40と42は矩形をな
している。第5図から明らかな如く、基本要素4
0′と42′の八角形は、義足14の上部のアウト
ラインを越えて突出する基本要素40と42のコ
ーナーを除去したものである。人工器官10′は
また、バンパー86と基本要素40′,42′のイ
ンターフエースに近いバンパー86の面に形成さ
れた比較的目立つ溝88を有している。溝88
は、インターフエースに生じる高いストレスを緩
和する性質を有している。ピン64′は、両端に
めくら孔90を有し、これによつてピン64′は
人工器官10′のエラストマー部分を形成するた
めのモールド内で正しい位置を容易に占めること
ができるようになる。モールドには突起が設けら
れてめくら孔90と係合し、エラストマーのトラ
ンスフアーと硬化の際ピン64′を所定の位置に
保持する。
さらにこの発明の他の実施例10″が、第6図
に示されている。第4図および第5図のアンクル
ジヨイント人工器官10′におけると同様、ダブ
ルプライマの参照記号が用いられ、人工器官10
の同様の部材に対応する人工器官10″の部材を
示す。アンクルジヨイント人工器官10″と第1
図および第2図の人工器官10との間の違いの一
つは、人工器官10′の一体構造の後方バンパー
86と同様、一体構造の後方バンパー92の使用
にある。後方バンパー92は、全てをエラストマ
ーにより構成されていず、金属あるいは強化プラ
スチツクの如き比較的伸長性のない材質により構
成された楔94を有している。楔94は、バンパ
ー92のエラストマーが圧縮荷重を受けて膨張す
る可能性を理論的には、減少せしめる。その結
果、楔を有しない同様のバンパーに比して、バン
パー92は、所定の外方への膨張あるいは垂直方
向への偏倚に対して極めて大きな荷重を支えるこ
とができる。一つあるいはそれ以上の楔94を用
いることによつて、後方バンパー92の圧縮剛性
あるいはばね比を増加することができるようにな
り、人工器官の他の場所に用いられるエラストマ
ーとは異なるタイプあるいはグレードのエラスト
マーをバンパーに用いる必要がなくなる。しかし
ながら、楔94を用いると、第6図でみて左へ移
動することによつて楔がエラストマー外へずれよ
うとし、楔の目的を達することができなくなる。
これを解決するために楔94はテーパにされ、こ
の場合楔の厚い方の部分がピン64に接近する。
に示されている。第4図および第5図のアンクル
ジヨイント人工器官10′におけると同様、ダブ
ルプライマの参照記号が用いられ、人工器官10
の同様の部材に対応する人工器官10″の部材を
示す。アンクルジヨイント人工器官10″と第1
図および第2図の人工器官10との間の違いの一
つは、人工器官10′の一体構造の後方バンパー
86と同様、一体構造の後方バンパー92の使用
にある。後方バンパー92は、全てをエラストマ
ーにより構成されていず、金属あるいは強化プラ
スチツクの如き比較的伸長性のない材質により構
成された楔94を有している。楔94は、バンパ
ー92のエラストマーが圧縮荷重を受けて膨張す
る可能性を理論的には、減少せしめる。その結
果、楔を有しない同様のバンパーに比して、バン
パー92は、所定の外方への膨張あるいは垂直方
向への偏倚に対して極めて大きな荷重を支えるこ
とができる。一つあるいはそれ以上の楔94を用
いることによつて、後方バンパー92の圧縮剛性
あるいはばね比を増加することができるようにな
り、人工器官の他の場所に用いられるエラストマ
ーとは異なるタイプあるいはグレードのエラスト
マーをバンパーに用いる必要がなくなる。しかし
ながら、楔94を用いると、第6図でみて左へ移
動することによつて楔がエラストマー外へずれよ
うとし、楔の目的を達することができなくなる。
これを解決するために楔94はテーパにされ、こ
の場合楔の厚い方の部分がピン64に接近する。
第6図のアンクルジヨイント人工器官10″は、
内方回転および外方回転を吸収するための基本構
造の機能を補助するための回転体96を有してい
る。この補助的な回転体96は、比較的伸長性の
ない材質により構成された三つの環状楔100を
埋め込んだ円筒形のエラストマー部材98を有し
ている。人工器官10,10′および10″の他の
部材と同様、エラストマー部材98は天然ゴムあ
るいは合成ゴムであり、楔の材質は、エラストマ
ーに接着出来、エラストマーに比して比較的伸長
性のない金属、強化プラスチツク等からなる。回
転体96は、基本要素40″の平らな上面48″に
形成された凹部102に受け入れられる。凹面1
02内へ回転体96を配置することによつて、人
工器官10″の全体の高さを減少することができ
る。回転体96を構成するエラストマー98の一
端は、凹面102の底面である要素40″の面4
8″に接着される。二つのねじ孔106を備える
板104が、要素40′の上面48″から離して取
り付けられる。これらのねじ孔106は、図示せ
ぬねじを受け入れ、取り付けアダプターあるいは
義肢の如き部材を人工器官10″に固定する。作
動に際して、回転体96はエラストマー98のね
じりせん断による足の内方あるいは外方回転を可
能にする。楔100は、使用者の体重による回転
体96の偏倚性向を減少させる。
内方回転および外方回転を吸収するための基本構
造の機能を補助するための回転体96を有してい
る。この補助的な回転体96は、比較的伸長性の
ない材質により構成された三つの環状楔100を
埋め込んだ円筒形のエラストマー部材98を有し
ている。人工器官10,10′および10″の他の
部材と同様、エラストマー部材98は天然ゴムあ
るいは合成ゴムであり、楔の材質は、エラストマ
ーに接着出来、エラストマーに比して比較的伸長
性のない金属、強化プラスチツク等からなる。回
転体96は、基本要素40″の平らな上面48″に
形成された凹部102に受け入れられる。凹面1
02内へ回転体96を配置することによつて、人
工器官10″の全体の高さを減少することができ
る。回転体96を構成するエラストマー98の一
端は、凹面102の底面である要素40″の面4
8″に接着される。二つのねじ孔106を備える
板104が、要素40′の上面48″から離して取
り付けられる。これらのねじ孔106は、図示せ
ぬねじを受け入れ、取り付けアダプターあるいは
義肢の如き部材を人工器官10″に固定する。作
動に際して、回転体96はエラストマー98のね
じりせん断による足の内方あるいは外方回転を可
能にする。楔100は、使用者の体重による回転
体96の偏倚性向を減少させる。
エラストマー中の引張荷重から回転体96と後
方バンパー92を保護するために、可撓性を有す
るが比較的伸長性のないワイヤーケーブルの如き
部材108が、人工器官10″の下方の基本要素
42″と上方の補助板104との間に配置される。
ケーブル108は孔110内に受け入れられる。
孔110は人工器官10″の中央を垂直に貫通し、
ケーブルよりも充分大きな直径を有してケーブル
による干渉なしに人工器官が機能できるようにし
ている。
方バンパー92を保護するために、可撓性を有す
るが比較的伸長性のないワイヤーケーブルの如き
部材108が、人工器官10″の下方の基本要素
42″と上方の補助板104との間に配置される。
ケーブル108は孔110内に受け入れられる。
孔110は人工器官10″の中央を垂直に貫通し、
ケーブルよりも充分大きな直径を有してケーブル
による干渉なしに人工器官が機能できるようにし
ている。
ケーブル108の両端のボタン112が、ケー
ブル108を要素42と補助板104に対して所
定の位置を占めるように保持している。人工器官
10″のエラストマー部材に加えられるべき圧縮
予荷重の大きさは、ケーブル108に加えられる
張力の大きさを決める。人工器官10″の使用中
にケーブル108の張力を調節することができる
ように、アスベール等の米国特許第3982280号に
示唆されている如くボタン112とケーブル10
8との間にねじ係合を設けるようにすることがで
きる。
ブル108を要素42と補助板104に対して所
定の位置を占めるように保持している。人工器官
10″のエラストマー部材に加えられるべき圧縮
予荷重の大きさは、ケーブル108に加えられる
張力の大きさを決める。人工器官10″の使用中
にケーブル108の張力を調節することができる
ように、アスベール等の米国特許第3982280号に
示唆されている如くボタン112とケーブル10
8との間にねじ係合を設けるようにすることがで
きる。
第1図は、義肢と義足との間に設けられたこの
発明によるアンクルジヨイント人工器官の側面
図、第2図は、第1図の2−2線に沿つてみた第
1図のジヨイント人工器官の部分的な断面を示す
平面図、第3図は、第1図のジヨイント人工器官
の拡大側面図、第4図は、この発明による第2の
アンクルジヨイント人工器官の側面図、第5図
は、第4図のジヨイント人工器官の平面図、第6
図は、この発明によるアンクルジヨイント人工器
官の他の実施例の側断面図、 10,10′,10″,10……人工器官、1
2……義肢、14……義足、40,42……基本
要素、44,46……輪郭面、64……ピン、6
8……エラストマー部材、70……可撓性部分、
78,80,82,84……バンパー。
発明によるアンクルジヨイント人工器官の側面
図、第2図は、第1図の2−2線に沿つてみた第
1図のジヨイント人工器官の部分的な断面を示す
平面図、第3図は、第1図のジヨイント人工器官
の拡大側面図、第4図は、この発明による第2の
アンクルジヨイント人工器官の側面図、第5図
は、第4図のジヨイント人工器官の平面図、第6
図は、この発明によるアンクルジヨイント人工器
官の他の実施例の側断面図、 10,10′,10″,10……人工器官、1
2……義肢、14……義足、40,42……基本
要素、44,46……輪郭面、64……ピン、6
8……エラストマー部材、70……可撓性部分、
78,80,82,84……バンパー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) 第1の比較的伸長性のない要素40と、 (b) 第1の要素40と間隔を置いて配置される第
2の比較的伸長性のない要素42と、 (c) 第1の要素と第2の要素との間であつてその
各々と間隔を置いて両要素40,42と平行に
配置される比較的伸長性のないピン64と、 (d) 第1の要素40と第2の要素42にピン64
を可撓性をもつて取り付けるための可撓性部材
68とからなり、 前記第1の要素40と前記第2要素42が、前
記ピン64を上下から挾んでおり、前記可撓性部
材68が、ピン64を第1の要素40に取り付け
る部分70と、ピン64を第2の要素42に取り
付ける部分72とからなり、可撓性部材68の第
1および第2の部分70,72の各々がピン64
に隣接した位置から、該ピン64から前記第1の
要素40と第2の要素42をみた方向に対して直
角な方向に向かつて延び、前記ピン64の中心軸
66から間隔をおいて対向した少なくとも一つの
くぼみ面74,76を有しており、第1の要素4
0と第2の要素42はピン64、可撓性部材68
の第1および第2の部分70,72を介してのみ
互いに結合されており、第1および第2の要素4
0,42とピン64の前記比較的伸長性の有無は
可撓性部材68に比較して決められ、可撓性部材
68がピン64と第1の要素40間およびピン6
4と第2の要素42間の相対的な回転運動を可能
とし、第1の要素40と第2の要素42とがほぼ
ピン64の中心軸66の回りに回転できるように
したことを特徴とするジヨイント人工器官。 2 第1の要素40と第2の要素42とが、可撓
性部材68およびピン64のみを介して結合され
ている特許請求の範囲第1項記載のジヨイント人
工器官。 3 ピン64が可撓性部材68のみを介して第1
および第2の要素40,42と結合されている特
許請求の範囲第1項記載のジヨイント人工器官。 4 第1および第2の要素40,42の少なくと
も一方が、人体と関連する部分に該要素を取り付
けるための手段を含んでいる特許請求の範囲第1
項記載のジヨイント人工器官。 5 可撓性部材68が、ピン64を第1の要素4
0に固定するための少なくとも部分的にエラスト
マーを含む第1の部分70と、ピン64を第2の
要素42に固定するための少なくとも部分的にエ
ラストマーを含む第2の部分72からなる特許請
求の範囲第1項記載のジヨイント人工器官。 6 可撓性部材68の第1および第2の部分7
0,72がピン64の中心軸66にほぼ直角な断
面でみて弧状をなしている特許請求の範囲第5項
記載のジヨイント人工器官。 7 可撓性部材68の第1および第2の部分7
0,72の各々が、一対のくぼみ面74,76を
有し、これらの面の各々がピン64のほぼ長手方
向に配置されると共にピン64に隣接して外方に
突出し、さらに可撓性部材の第1の部分70に設
けたくぼみ面74が、ピン64の中心軸66のほ
ぼ半径方向でみたほぼ全長にわたつて第2の部分
72のくぼみ面76とは間隔を置いて配置されて
いる特許請求の範囲第5項記載のジヨイント人工
器官。 8 第1および第2の要素40,42の各々が、
ピン64の中央軸66にほぼ直角な断面でみて凹
面弧状の面を有し、これらの面の各々がピンの凸
面弧状面と向かい合い間隔を置いて配置されてい
るようにした特許請求の範囲第1項記載のジヨイ
ント人工器官。 9 第1および第2の要素40,42の凹面弧状
面の各々が、向かい合うピン64の凸面弧状面に
平行である特許請求の範囲第8項記載のジヨイン
ト人工器官。 10 ピン64の中心軸66が第1および第2の
要素40,42の間であつてこれらから間隔を置
いて配置されている特許請求の範囲第1項記載の
ジヨイント人工器官。 11 (a) 前方面56,56′,56″と、後方面
54,54′,54″と、一対の対向側面と、前
方面と後方面間であつて対向側面間に配置され
前方から後方に向つて凹面弧状をなす第1の面
52,52′,52″とを備えた比較的伸長性の
ない、肢部12と結合される第1の要素40,
40′,40″と、 (b) 前方面62,62′,62″と、後方面60,
60′,60″と、一対の対向側面と、前方面と
後方面間であつて対向側面間に配置され前方か
ら後方に向つて凹面形状をなし第1の要素4
0,40′,40″の第1の面52,52′,5
2″と対向する第2の面58,58′,58″と
を備え、第1の要素40,40′,40″から間
隔を置いて配置された比較的伸長性のない、足
部14と結合される第2の要素42,42′,
42″と、 (c) 第1および第2の要素40,42;40′,
42′;40″,42″間であつてこれらから間
隔を置いて側部を第1および第2の要素に対向
するように配置され、第1および第2の要素の
第1および第2の弧状面と間隔を置いて配置さ
れる凸面弧状面を有する比較的伸長性のないピ
ン64,64′,64″と、 (d) ピン64,64′,64″を第1および第2の
要素40,42;40′,42′;40″,4
2″の各々に可撓性をもつて取り付けるため、
(i)前記ピン64,64′,64″の中心軸66,
66′,66″に隣接するとともにこの軸の回り
にピン64に対して相対的なかつ前記第2の要
素42,42′,42″に接近隔離する第1の要
素40,40′,40″の回転運動を行なわしめ
る、少なくとも一部分をエラストマーで構成
し、ピン64,64′,64″を第1の面52,
52′,52″に取り付ける第1の部分70,7
0′,70″と、(ii)前記ピン64,64′,6
4″の中心軸66,66′,66″に隣接すると
ともにこの軸の回りにピン64,64′,6
4″に対して相対的かつ前記第1の要素40,
40′,40″に接近隔離する第2の要素42,
42′,42″の回転運動を行なわしめる、少な
くとも一部をエラストマーで構成し、ピン6
4,64′,64″を第2の面58,58′,5
8″に取り付ける第2の部分72,72′,7
2″と、(iii)第1および第2の要素40,42;
40′,42′;40″,42″の第1および第2
の面52,58;52′58′;52″,58″の
少なくとも一方の弧状面の後方において当該要
素に固定され、当該要素から互いに他方の要素
に向つて配置された第3の部分78,80;8
6;92とを有する可撓性部材68,86,9
2とからなり、 前記可撓性部材68,86,92の第1および
第2の部分70,72;70′72′;70″,7
2″は、前記第1および第2の要素40,42;
40′,42′;40″,42″の回転運動におい
て、互いに接近する方向へ移動可能であるととも
に前記第1および第2の要素の回転運動の範囲に
わたつて互いに分離されかつ当接しない対向面7
4,76;74′76′;74″,76″を有し、前
記可撓性部材の第3の部分78,80;86;9
2が前記第1の要素40,40′,40″の後方面
と第2の要素42,42′,42″の後方面54,
60;54′60′;54″,60″間に配され、第
1の要素の後方面54,54′,54″と第2の要
素の後方面60,60′,60″の互いに接近する
方向への相対的な回転運動を可撓的に制限し、第
1、第2の要素40,42;40′,42′;4
0″,42″およびピン64,64′,64″の前記
比較的伸長性の有無は可撓性部材に比較して決め
られることを特徴とするジヨイント人工器官。 12 可撓性部材の第3の部分78,80;8
6;92が少なくとも一部分をエラストマーで構
成されている特許請求の範囲第11項記載のジヨ
イント人工器官。 13 可撓性部材68,86,92が、第1およ
び第2の要素40,42;40′,42′;40″,
42″の少なくとも一方に、当該要素の弧状面5
2,58;52′58′;52″,58″の前方にお
いて取り付けられ当該要素から他方の要素へ向つ
て延伸する第4の部分82,84;82′,8
4′;82″,84″を有し、この第4の部分82,
84;82′,84′;82″,84″が、第1の要
素40,40′,40″の前方面56,56′,5
6″と第2の要素42,42′,42″の前方面6
2,62′,62″の互いに接近する方向への相対
的な回転運動を可撓的に許容する特許請求の範囲
第11項記載のジヨイント人工器官。 14 可撓性部材の第4の部分82,84;8
2′,84′;82″,84″が少なくとも一部分を
エラストマーで構成されている特許請求の範囲第
13項記載のジヨイント人工器官。 15 第1および第2の要素が、可撓性部材およ
びピン手段のみを介して互いに結合されている特
許請求の範囲第11項記載のジヨイント人工器
官。 16 第1および第2の要素が、ピンと可撓性部
材の第1および第2の部分のみを介して互いに結
合されている特許請求の範囲第15項記載のジヨ
イント人工器官。 17 ピンが、可撓性部材の第1および第2の部
分のみを介して第1および第2の要素に接続され
ている特許請求の範囲第11項記載のジヨイント
人工器官。 18 第1の要素40,40′,40″が義肢12
への取り付け手段を有し、第2の要素42,4
2′,42″が義足14への取り付け手段を有して
いる特許請求の範囲第11項記載のジヨイント人
工器官。 19 可撓性部材68,86,92の第1および
第2の部分70,72;70′,72′;70″,
72″の各々が、一対のくぼみ面74,76;7
4′,76′;74″,76″を備え、このくぼみ面
の各々がピン64,64′,64″のほぼ長手方向
に配置され、ピン付近から外方へ突出し、可撓性
部材の第1の部分のくぼみ面74,74′,7
4″が、ピンの中心軸のほぼ半径方向でみて少な
くともほぼ全長にわたつて可撓性部材の第2の部
分のくぼみ面76,76′,76″から間隔を置い
て配置されている特許請求の範囲第11項記載の
ジヨイント人工器官。 20 第1および第2の面の凹面弧状部分の各々
が、ピンの凸面弧状面に平行に配置されている特
許請求の範囲第11項記載のジヨイント人工器
官。 21 第1および第2の面52,58;52′,
58′;52″,58″の各々の面が、弧状部分、
弧状部分の前方に配置された部分および弧状部分
の後方に配置された部分を有し、この前方部分は
互いに後方かつ前方に放射状となるように配置さ
れ、この後方部分は互いに前方から後方に放射状
となるように配置されている特許請求の範囲第1
1項記載のジヨイント人工器官。 22 可撓性部材の第3の部分78,80;8
6;92が、第1および第2の面の少なくとも一
方の後方部分に取り付けられ、他方の面の後方部
分に向つて延伸されている特許請求の範囲第11
項記載のジヨイント人工器官。 23 ピンが円筒形状を有し、ピンの中心軸がピ
ンの長手方向の中心軸である特許請求の範囲第1
1項記載のジヨイント人工器官。 24 ピンが円筒形状を有し、ピンの中心軸がピ
ンの長手方向の中心軸である特許請求の範囲第1
1項記載のジヨイント人工器官。 25 (a) 第1の要素40″,40から間隔を
置いて配置され、第1の面52″,52と第
2の要素42″,42に対向する第1の要素
の面54″に隣接して配置される比較的伸長性
のない板94,114と、 (b) この94,114板と第1の要素40″,4
0間に取り付けられ、板94,114と第1
の要素40″,40間の相対的な回転を許容
し吸収する可撓性部材94,114とからなる
回転手段をさらに有する特許請求の範囲第11
項記載のジヨイント人工器官。 26 前記回転手段が、可撓性部材中に埋め込ま
れた板94と第1の要素40″の両方から間隔を
置いて配置された比較的伸長性のない材質からな
る少なくとも一つの楔114をさらに有する特許
請求の範囲第25項記載のジヨイント人工器官。 27 ピンの中心軸が、第1および第2の要素の
間であつてこれらから間隔を置いて配置されてい
る特許請求の範囲第11項記載のジヨイント人工
器官。 28 第1の人体要素12に接続される第1のジ
ヨイント要素40、第2の人体要素14に接続さ
れる第2のジヨイント要素42、前記第1および
第2の人体要素12,14の少なくとも一方が人
体の一部分であり、前記第1と第2のジヨイント
要素40,42の間に配置されたピン64を前記
第1および第2のジヨイント要素40,42に可
撓的に接続する可撓性部材68からなり、前記可
撓性部材68が前記第1のジヨイント要素40と
前記ピン64の間にあつて両者に取り付けられて
いる第1の部分70と、前記第2のジヨイント要
素42と前記ピン64の間にあつて両者に取り付
けられている第2の部分72を有し、前記ピン6
4の回りに前記第1および第2のジヨイント要素
40,42が相対運動を行なつて人体の関節運動
を再現するように前記可撓性部材68の第1およ
び第2の部分70,72が間隔を有して設けら
れ、前記第1と第2のジヨイント要素40,42
間に前記ピン64を懸垂していることを特徴とす
る人体の関節部分に置き代わるジヨイント人工器
官。 29 前記可撓性部材68の第1の部分70が第
1のくぼみ面74を有し、前記可撓性部材68の
第2の部分72が第2のくぼみ面76を有し、前
記第1および第2の部分70,72が、前記第1
および第2のジヨイント要素40,42が互いに
接近するように前記ピン64に関して曲げられ、
前記可撓性部材68の部分70,72の第1およ
び第2のくぼみ面74,76が前記ピン64を含
む平面に対して反対側に配置されており、さらに
前記第1および第2のジヨイント要素40,42
が接近して動く範囲にわたつて前記第1および第
2のジヨイント要素40,42が互いにおよび前
記平面に接近するように配置されていることを特
徴とする特許請求の範囲第28項記載のジヨイン
ト人工器官。 30 前記ピン64が長手中心軸を囲む少なくと
も一つの弓状外側面をもつピンを有し、前記可撓
性の第1および第2の部分70,72が前記ピン
の外側面の回りに前記第1および第2のジヨイン
ト要素40,42が互いに接近隔離して回転する
ように前記ピンの中心軸に平行な軸の回りを曲が
り、前記可撓性部材の第1および第2の部分7
0,72の前記第1および第2のくぼみ面74,
76が前記ピンの外側面からほぼ離れるように延
長されており前記第1および第2のくぼみ面7
4,76が前記ピンと交差し前記ピンの中心軸と
平行な平面に対して反対側に配置され、さらに前
記第1と第2のジヨイント要素40,42が前記
ピンを中心として互いに接近するように動いた
時、前記第1および第2のくぼみ面が互いにおよ
び前記平面に接近するように配置されることを特
徴とする特許請求の範囲第29項記載のジヨイン
ト人工器官。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/852,183 US4229839A (en) | 1977-11-16 | 1977-11-16 | Joint prosthesis |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5478894A JPS5478894A (en) | 1979-06-23 |
| JPH0133174B2 true JPH0133174B2 (ja) | 1989-07-12 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14170278A Granted JPS5478894A (en) | 1977-11-16 | 1978-11-16 | Artificial joint organ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4229839A (ja) |
| JP (1) | JPS5478894A (ja) |
| CA (1) | CA1112805A (ja) |
| DE (1) | DE2849588C2 (ja) |
| GB (1) | GB2008410B (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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