JPH06154383A - 膝支持具 - Google Patents

膝支持具

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JPH06154383A
JPH06154383A JP4110508A JP11050892A JPH06154383A JP H06154383 A JPH06154383 A JP H06154383A JP 4110508 A JP4110508 A JP 4110508A JP 11050892 A JP11050892 A JP 11050892A JP H06154383 A JPH06154383 A JP H06154383A
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JP4110508A
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Edward L Castillo
エル カスティーヨ エドワード
James D Castillo
ディー カスティーヨ ジェームス
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INNOV SPORTS Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】膝関節の動きを正確に真似ることができ、膝の
故障の再発を防止する。 【構成】上部フレーム１２及び下部フレーム１４は膝関
節の上下に互いに反対向きに配置され、ヒンジ部材６に
より両フレーム１２，１４が膝関節を中心に回動され、
膝の運動を真似る。脛骨パッド４６は下方フレーム１４
と膝関節における脛骨先端に隣接した部分とを強固に連
結し、この脛骨パッド４６の位置が調節手段５４によっ
て調節され、膝とパッド４６との間の間隙を排除する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は関節を支持する固定具に
関し、より詳細には運動用の膝関節の固定具に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、膝の関節はしばしばヒン
ジに例えて考えられる。実際に、膝の関節は大腿骨と脛
骨との間にある側関節及び中間関節の２つの関節、並び
に膝蓋骨と大腿骨との間にある１つの関節とからなる。
膝の主な運動は屈曲、即ち大腿骨に対する脛骨の後方へ
の回動や、延伸、即ち大腿骨に対する脛骨の前方への回
動である。
【０００３】膝の屈曲や延伸は固定軸を中心とした単な
る回動運動ではない。屈曲中、運動中心となる軸は後退
するし、延伸中は前進する。この軸の移動は他の関節と
は異なっている。例えば、肘関節では回動軸が移動する
ことはない。延伸しきった状態になると、脛骨が内方又
は後方に回動させられ、その影響で関節は靭帯が張り固
定状態になる。これにより、延伸位置にある関節が極め
て安定される。屈曲運動が開始されると、脛骨はまず下
方に移動し、その際に外方へ小さく回動し、関節を固定
状態から解除する。続いて、脛骨は屈曲しきるために関
節を中心として回動する。従って、膝関節の屈曲にあた
って最初の固定解除は、膝が回転しきるに先だって行わ
れる。
【０００４】上記のように膝の運動は複雑であるから、
膝支持具は使用者の膝関節を一層確実に支持し、回復を
促進し、また膝関節の故障の再発を防止するために、支
持具は単なるヒンジ機構というよりも膝関節の動きによ
り類似している必要がある。加えて、特にスポーツ関係
で使用されるため、このような膝関節の動きに類似して
いる必要性が増加する。更に、膝支持具はスポーツに用
いられるため、身に着けた際に、締め付ける強さが大き
過ぎると運動の成果を妨げになる。従って、膝支持具は
軽量であることが望ましいが、膝関節に衝撃が加わった
とき膝関節を保持するのに必要な充分な強度を備えた構
造でなければならない。このような需要に応えるべく、
スポーツ用膝支持具が必要されていることから、数々の
膝支持具が販売されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在販
売されている各種膝支持具は上記した膝関節の動きを正
確に真似する機能を備えるものではなく、比較的重量が
あったり、大がかりな装置であったりするため、使用者
の運動性の妨げになっていた。更に、現在の設計ではス
ポーツをしている間に、衝撃により膝関節に故障が再発
することを防止するのに十分な強度を備えた構造にはな
っていない。
【０００６】加えて、現在市販されているスポーツ用の
支持具の大部分は、支持具と脛骨の先端近傍の膝関節の
部分との間の領域へ確実に堅牢性を付与するようには構
成されていないという欠点が見られる。特に、膝関節の
この部分は、膝の手術した後や膝に他の外傷が発生した
後、通常腫れ上がる。使用者が初めて膝支持具を装着す
る時、装着時の膝関節の大きさに合わせて膝支持具の大
きさを調整しがちである。従って、膝の腫れがひいた時
など、しばしば空間が支持具と膝の間にできる。空間が
与える苦痛を軽減するような治療が必要となり、膝に対
して支持具を正確に装着させることも必要となる。最後
に、大部分の現在市販されているスポーツ用支持具にお
いては膝関節の蓋骨を適切に保護する配慮に欠けてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した欠点を
解消するために、使用者の膝関節の上下に互いに反対向
きに配置できるような大きさに形成され、かつ端部が膝
関節における反対側に配置されるとともに、中央部が使
用者の脚の正面に隣接して配置された上部フレーム及び
下部フレームと、前記膝関節にほぼ隣接して配置され、
前記両フレームに膝関節を中心とした回動を行わせるべ
く、各フレームの端部に連結された一対のヒンジ部材
と、前記下方フレームの内面に取り外し可能に取り付け
られ、前記下方フレームと膝関節における脛骨先端に隣
接した部分とを強固に連結する脛骨パッドと、前記膝関
節における脛骨先端に隣接した部分に関して脛骨パッド
の位置を調節すべく脛骨パッドに連結されている調節手
段とを設けた。
【０００８】
【作用】一対のヒンジ部材はそれぞれフレームの端部に
連結され、これらヒンジ部材を会して上下両フレームは
使用者の膝関節を中心に回動する。脛骨パッドは下方フ
レームと膝関節における脛骨先端に隣接した部分とを強
固に連結して脛骨を保護する。そして脛骨パッドの位置
は調節手段によって調節される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って説明
する。各図に示すように、本発明に係る膝支持具１０は
特にスポーツ用のものである。なお、本実施例では左脚
用膝支持具１０について説明する。しかし、支持具の構
造は同一で、構成を逆にした右脚用の膝支持具１０にも
応用可能である。特に図１，２で示すように、膝支持具
１０は上方フレーム１２と下フレーム１４とにより構成
されている。両フレーム１２、１４はそれぞれほぼＹ字
状に形成され、使用者の膝関節を挟んで相対して互いに
反転された状態で配置されている。この実施例におい
て、両フレーム１２，１４は充分な強度を備えた繊維強
化複合材料にて形成され、スポーツの活動中に受ける衝
撃に耐えることができ、さらにはスポーツ活動を妨げる
ことがないよう軽量に形成されている。しかしながら、
他の材料であっても十分強度及び剛性を備えたものなら
使用してもよい。
【００１０】両フレーム１２，１４は１対のヒンジ１６
を介して互いに回転可能に連結されている。各ヒンジ１
６は上方ヒンジ部１８と下方ヒンジ部２０からなり、両
ヒンジ部１８，２０は外板２２で互いに連結されてい
る。図７〜１０を参照するに、上方ヒンジ部１８は上部
挿入部２４を有している。同挿入部２４には第１の開口
２６が形成されている。同様に、下方ヒンジ部２０は下
方挿入部２８を有している。下方ヒンジ部２０には第２
の開口３０が形成されている。本実施例では、上方フレ
ーム１２を構成するのに、強化合成繊維が上方フレーム
１２の材料として使われ、上方ヒンジ部１８の上方挿入
部２４に直接重ね合わされている。そして、上方挿入部
２４は上方フレーム１２内に挿入され、一体的に連結さ
れている。この相互結合方法は図９及び図１０で詳細に
示されている。
【００１１】同様に、下方ヒンジ部２０の下方挿入部２
８が、上方ヒンジ部１８と同一な方法で、下方フレーム
１４内において一体的に連結されている。このように、
上方ヒンジ部１８と下方ヒンジ部２０とが上方フレーム
１２と下方フレーム１４との間にそれぞれ境界面を有す
る方法により、膝支持具１０が極めて剛性を有すること
になる。板材２２には第３開口３２と第４開口３４とが
設けられている。板材２２は上方ヒンジ部１８と下方ヒ
ンジ部２０とに回転可能に連結されている。上方フレー
ム１２は回動ピン３６を介して、同様に下方フレーム１
４は回動ピン３８を介して、それぞれ板部材２２に連結
されている。これに関し、回動ピン３６は同軸上に整合
された開口２６，３２に挿入され、回動ピン３８は同軸
上に整合された開口３０，３４に挿入されている。回動
ピン３６，３８が板材２２とフレーム１２、１４上に配
置されたことにより、ヒンジ１６はフレーム１２，１４
間にて一定量揺動可能であり、フレーム１２，１４は互
いに折り曲げ可能に連結されている。
【００１２】図１、２にて明らかなように、上方ヒンジ
部１８と下方ヒンジ部２０には関節丘パッド４０が取付
けられている。本実施例において、パッド４０はヒンジ
１６に連結され、ヒンジ１６と膝関節との側部及び内部
との間の緩衝部材となっている。加えて、揺動ヒンジ１
６は上方ヒンジ部１８と下方ヒンジ部２０との間に停止
部材４２を挿入可能なように設計されている。この実施
例では、停止部材４２は細長い形状に形成されている。
停止部材４２はパッド４０を貫通して延びるネジが螺入
されるネジ孔４４を介して板材２２及びパッド４０間に
保持されている。停止部材４２の有効幅は、両フレーム
１２，１４間における自由な屈曲運動を保証すべく膝の
延伸運動時に相対移動を防止するストッパーまたはバリ
ヤー等を形成するのに望ましい寸法になっている。本実
施例では、停止部材４２の有効幅の変化は支持具１０に
寸法の異なる停止部材４２を挿入することによって実現
されている。即ち、異なった寸法の停止部材４２は５
度、１０度、１５度と段階的に膝の延伸角度を制限する
ように形成されている。これに関連して、停止部材４２
はパッド４０のネジを螺退させることにより簡単に除去
できる。このように、本発明は揺動ヒンジ１６に異なっ
た大きさの停止部材４２を挿入することだけで、支持具
１０を段階的に延伸させることができるので、使用者の
回復訓練や膝の過度な延伸を防止することがきる。
【００１３】揺動ヒンジ１６の詳細な構造と作用は、１
９９０年７月１０日に特許され、本願出願人に譲渡され
ている米国特許第４，９４０，０４４号に開示されてい
る。揺動ヒンジ１６は普通の膝の動きを再現するために
使用され、両フレーム１２，１４の相対運動を回動軸の
変化により規制する方法で可能にしている。その際に、
脛骨は大腿骨に関して移動する。その移動の初期には脛
骨を膝関節の固定状態から解放するため少し下動させ、
一旦解放状態になったら、ひき続き後方に屈曲するよう
に素早く回動する。本実施例では、上方ヒンジ部１８、
下方ヒンジ部２０及び停止部材４２は合成樹脂で形成さ
れている。しかし、他の材料の使用も可能である。加え
て、板部材２２はステンレス鋼にて形成されることが望
ましい。本発明は揺動ヒンジ１６を利用しているが、当
業者は他に色々な形態のヒンジが代用可能であることが
認識できるであろう。
【００１４】脛骨パッド４６は下方フレーム１４の内側
面１４ａに取付られている。脛骨パッド４６は好ましく
は気泡ゴム材料にて形成され、通常Ｔ字形状をなしてい
る。本実施例において、脛骨パッド４６は、脛骨の先端
に近接した膝の部分と下方フレーム１４との間に堅牢な
境界域を形成するために使用されている。既述したよう
に、使用者の膝は支持具１０を装着する時、しばしば手
術後であったり、外傷により腫れ上がっていることなど
の影響を受ける。使用者が初めて支持具１０を身に着け
ると、身に着けている間中、脛骨パッド４６は腫れ上が
った膝に当接している。しかし、膝の腫れがひくに従
い、脛骨パッドと脛骨の先端に近接する膝関節部との間
に隙間が生じるようになる。このような空間が生じるこ
とで、使用者が最初、膝支持具１０を脚に装着した感じ
た器具とのピッタリとした感覚が損なわれ、支持具１０
の効果が減少される。この問題点を解消するため、本発
明で脛骨の先端が近接している膝関節部に関する脛骨パ
ッドの位置調整をできる手段を提供した。それにより、
下方フレーム１４と膝関節との間の共有域を一定の堅さ
を保つことが可能になった。
【００１５】さて、図４〜６に示すように、パッド４６
を下方フレーム１４に取り付ける。脛骨パッド４６にお
いて側方に延びる延出部４８，５０は内側面１４ａに固
定されていない。しかも、延出部４８，５０は内側面１
４ａから引き離すことも可能である。図３にて示すよう
に、延出部４８，５０の外側面は通常は内側面１４ａに
接する状態にあり、ベルクロ（商標名）状布片５２によ
り覆われている。内側面１４ａに対して直接に面しない
ように設定された配置関係を維持するのに、延出部４
８、５０の一方または両者に、単数又は複数の楔状部材
５４が延出部４８及び/ 又は５０と内側面１４ａとの間
に挿入される。図５に示すように、各楔状部材５４は布
片５６を備えるものである。このように、楔状部材５４
は延出部４８及び/ 又は５０と内側面１４ａとの位置関
係を保持するのに、布片５２，５６を相互に結合するこ
とにより可能にした。さらに、脛骨パッド４６の縦方向
にも楔状部材５４を挿入することで、延出部４８，５０
と内側面１４ａとの間の分離の度合いを増すことができ
る。従って、楔状部材５４を利用することで、脛骨パッ
ド４６は希望する大きさに調整ができる。従って、脛骨
パッド４６は、脛骨の先端が近接する膝関節部と堅牢に
して強く接触し続けることができる。この点において、
膝の腫れがひくのに合わせて、楔状部材５４を延出部材
４８，５０の一方または両方との間に挿入することがで
きる。従って、脛骨パッド４６が膝に対して常に接して
いる状態が保たれる。楔状部材５４は気泡ゴムを材料と
するのが好ましいが、他の材料も利用可能である。
【００１６】図１，２に示すように、上方フレーム１２
は第１の延出部５８を有している。この延出部５８は使
用者が支持具１０を脚に着ける時、使用者の大腿の下部
側面に合わせた形状に形成される。第１の延出部５８の
内面上には第１気泡パッド６０が配置されている。同様
に、下方フレーム１４は第２の延出部材６２を備えてい
る。第２の延出部材６２は支持具１０が身に着けられる
時、使用者の上部ふくらはぎの側面に沿うようになって
いる。加えて、第２の延出部材６２の内面に第２気泡パ
ッド６４が取付られている。
【００１７】図示するように、本発明の支持具１０は帯
状部材６６，６８，７０，７２を介して使用者の脚に装
着される。帯状部材６６，６８は直接上方フレーム１２
に取付られていて、使用者の大腿骨に沿って皮膚に馴染
むようになっている。帯状部材７０、７２は下方フレー
ム１４に直接取付られていて、使用者の脛骨に沿って皮
膚に馴染むようになっている。図示されてないが、帯状
部材６６、６８、７０、７２は調節可能なように、留具
が提供されている。
【００１８】脛骨パッド４６の上部には膝蓋骨を覆うた
めのカップ７４が取り付けられている。カップ７４は脛
骨パッド４６に対してが離脱可能に取付られ、支持具１
０の使用時に膝関節の膝蓋骨を覆うのに使われる。カッ
プ７４の内側面には気泡ゴムよりなるカップパッド７６
が固着されている。カップ７４を脛骨パッド４６に取付
けるにはカップ７４の外面にあるスナップ留具７８にて
促進される。留め具７８は脛骨パッド４６の留め具８０
と連結されるようになっている。上記した相互接続方法
でカップ７４は支持具１０ではオプション部品であり、
必ずしも支持具１０が備えている必要はない。カップ７
４には外側面を覆うように留め具が取付けらている。図
示されていないが、支持具１０がカップ７４を備えてい
る場合、留め具８２が帯状部材６８に連結されて、カッ
プ７４が使用者の膝蓋骨を覆う状態に維持される。
【００１９】本発明に係る支持具１０の作用を以下に説
明する。まず、支持具１０を使用者の脚上に配置する。
支持具１０を使用者の脚の大きさに合わせるにあたり、
サイズ合わせの初期おいては使用者は揺動ヒンジ部材１
６に対する距離は必ず膝関節の中間の横幅より若干大き
めに取る。これにより、ヒンジ１６は膝関節の反対側近
くに配置される。このような支持具１０のサイズを調整
することにより、上方フレーム１２と下方フレーム１４
を使用者の脚に添うように詳細に形作ることができる。
【００２０】適正な膝支持具１０の大きさを選び、使用
者の脚に装着する時、帯状部材６６、６８は使用者の大
腿骨に近接した位置において皮膚に堅く取付られる。続
いて、帯状部材７０、７２は脛骨に近接した位置におい
て使用者の皮膚に馴染んで確実に留められるように、上
記と同じ方法で締め付けられる。加えて、膝支持具１０
内にカップ７４が配置されている時、カップ状の帯状部
材８２は帯状部材６８に堅固に連結される。
【００２１】脛骨パッド４６の位置は下方フレーム１４
に関連して調節され、脛骨の先端が膝関節に近接する部
分に対して堅く接触するようにする。このように操作を
することにより、下方フレーム１４と使用者の脚とがぴ
ったりと合うようになる。楔状部材５４を挿入すべくパ
ッド４６及び下方フレーム１４間に設けられる距離は、
パッド４６と下方フレーム１４とを分離させるために設
定される所望の角度によって決められる。
【００２２】
【効果】以上詳述したように、この発明は膝関節の機能
を正確に真似ることができるとともに、コンパクトにし
て軽量になり使用者が快適にして安全に使用することが
可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る膝支持具を示す正面側斜視図であ
る。
【図２】支持具の背面側斜視図である。
【図３】脛骨パッド及び膝蓋骨カップが互いに連結され
た状態を示す正面側斜視図である。
【図４】膝関節に対する脛骨の位置を調節ために使用さ
れる要素を示す分解斜視ずである。
【図５】図４に示した楔型パッドを示す斜視図である。
【図６】図２に示した６−６線における断面図である。
【図７】フレームに連結された揺動ヒンジを示す一部破
断斜視図である。
【図８】揺動ヒンジの上方ヒンジ部を示す斜視図であ
る。
【図９】揺動ヒンジを構成する部品、さらには上方及び
下方ヒンジ部がそれぞれ上方及び下方フレーム内に受承
されている状態を示す分解斜視図である。
【図１０】図９に示した１０−１０線における断面図で
ある。
【符号の説明】
１２…上方フレーム、１４…下方フレーム、１６…ヒン
ジ部材、４６…脛骨パッド、５４…調節手段としての楔
状部材。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 使用者の膝関節の上下に互いに反対向き
    に配置できるような大きさに形成され、かつ端部が膝関
    節における反対側に配置されるとともに、中央部が使用
    者の脚の正面に隣接して配置された上部フレーム及び下
    部フレームと、 前記膝関節にほぼ隣接して配置され、前記両フレームに
    膝関節を中心とした回動を行わせるべく、各フレームの
    端部に連結された一対のヒンジ部材と、 前記下方フレ
    ームの内面に取り外し可能に取り付けられ、前記下方フ
    レームと膝関節における脛骨先端に隣接した部分とを強
    固に連結する脛骨パッドと、 前記膝関節における脛骨
    先端に隣接した部分に関して脛骨パッドの位置を調節す
    べく脛骨パッドに連結されている調節手段とを備えてな
    る膝支持具。
  2. 【請求項２】 前記調節手段は、下方フレームの内面及
    び前記脛骨パッド間に取り外し可能に挿入された少なく
    とも１個の楔型パッドであることを特徴とする請求項１
    に記載の膝支持具。
  3. 【請求項３】 前記脛骨パッドには膝関節の膝がしらを
    覆うための膝蓋骨カップを着脱可能に取り付けたことを
    特徴とする請求項１に記載の膝支持具。
  4. 【請求項４】 両フレームをＹ字形状に形成してなる請
    求項１に記載の膝支持具。
  5. 【請求項５】 前記上方フレームは、使用者の大腿の下
    部側面になじむための第１の延伸部を備えている請求項
    ４に記載の膝支持具。
  6. 【請求項６】 前記下方フレームは、使用者のふくらは
    ぎの上部側面になじむための第２の延伸部を備えている
    請求項５に記載の膝支持具。
  7. 【請求項７】 両フレームは繊維強化複合材料よりなる
    請求項６に記載の膝支持具。
  8. 【請求項８】 前記上部フレームには、使用者の大腿の
    後部に引き回し可能な第１及び第２の帯状部材を備えて
    なる請求項７に記載の膝支持具。
  9. 【請求項９】 前記下部フレームには、使用者のふくら
    はぎの後部に引き回し可能な第３及び第４の帯状部材を
    備えてなる請求項８に記載の膝支持具。
  10. 【請求項１０】 一対のヒンジ部材は、同ヒンジ部材上
    に設けられ、かつヒンジ部材をフレームに取り付けるこ
    とを促進すべくフレームに受承される形状をなしている
    金属性の挿入物を有してなる請求項１に記載の膝支持
    具。
  11. 【請求項１１】 一対のヒンジ部材にはフレームの回動
    を規制するための規制手段を設けてなる請求項１０に記
    載の膝支持具。
  12. 【請求項１２】 一対のヒンジ部材にはフレームの延伸
    を制限するための制限手段を設けてなる請求項１１に記
    載の膝支持具。
  13. 【請求項１３】 前記膝関節の側面及び中央面並びに一
    対のヒンジ部材間に緩衝機能を付与すべく前記ヒンジ部
    材に連結された第１及び第２の関節丘パッドを設けてな
    る請求項１２に記載の膝支持具。
  14. 【請求項１４】 １個の中央部とこれより分岐する２個
    の端部とによりＹ字形状をなし、かつ使用者の膝関節の
    上下に反転した状態で配置可能な大きさに形成され、さ
    らには前記２つの端部は膝関節の互いに反対側の側部に
    配置され、また中央部は使用者の脚の前部に隣接して配
    置されている上部フレーム及び下部フレームと、 金属製の挿入部材を備え、かつ同挿入部材がフレームの
    端部内に受承されることによって膝関節にほぼ近接して
    配置され、膝関節の折り曲げを許容すべく回動軸を中心
    にフレームを回動させる一対のヒンジ部材と、 前記下部フレームの内面に対して着脱可能に取り付けら
    れて、下部フレームと脛骨の先端に隣接する膝関節の部
    分との間に堅個な接続部分を設ける脛骨パッドと、 前記脛骨の先端に隣接する膝関節の部分に関する脛骨パ
    ッドの位置を調節するため脛骨パッドと連結された手段
    とからなる膝支持具。
  15. 【請求項１５】 前記フレームに取付けられ、かつ使用
    者の脚の周りに引き回し可能な少なくとも２つの帯状部
    材を備えた請求項１４に記載した膝支持具。
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