JPH09510128A - 義 手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材３を提供し、そのサポート体における固定ウオームギアホイール４に関して略接線方向に延び、且つウオームギアホイール主軸18の回りに回転できるように取り付けられた少なくとも１つの指部材３を有する義手１。指部材３は、これの長手方向に延び、且つウオームギアホイール４の歯車の歯11と係合するウオーム５を備えた駆動モーター８を有する。義手１の使用に際して、駆動モーター８が作動すると、指部材３は、握りを開閉するために、他の指部材３および／または自然指へ向けて、もしくはそれから離れるようにウオームギアホイール４の回りを移動する。

Description

【発明の詳細な説明】 義手 本発明は、義手、特に可動握り指を有する義手に関する。 このような義手の設計は、壊れやすい物体を取扱えるように軽く、またかなり の力を使う必要がある物体を確実に掴むように強く握ることを達成する際に、解 決困難な問題に直面する。これらの問題は、利用できる限定された空間、特に指 自体の間の限定された空間によりさらに困難となる。この空間では各指を多少な りとも個別に動かし、および／または個別の指の動きの速さを変える必要がある 。 また比較的長い切断肢を有する患者に義手を取り付ける場合に特定の問題が生 じる。従来の電動義手は、義手の本体内に内蔵された電気モーターを使用してい る。その軸方向が腕の長軸に平行に取り付けられたモーターを備えるものがあり 、さらにこの長軸に対して90度で取り付けられたモーターを備えるものがある。 モーターと指とを連結するために、種々の伝達システム、例えば親ねじ及びナッ ト、または傘歯車及び平歯車などが使用される。これらの形式の義手は、モータ ーと伝達システムとの間の正確な整合を例外無く必要とする。通常、これは、イ ンベストメント鋳造または他の成形構造物から成る手本体内の全ての部分を位置 決めすることにより達成される。このような配置は比較的面倒であり、またモー ターは、患者の切断肢へ取り付けられる義手の本体内で利用できる限られた空間 内に容易に収納できない。他の欠点は、何本かの残りの指を有する患者が、その 空間的制約のために、その機能を全く回復できないという点である。また器具の 作動特性も制約される傾向にあり、例えば単一の握りパターンしか使用できない 。 本発明の目的は、上記の欠点の１つ以上を避けるか、または最小 にすることにある。 本発明は、少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材を供与するための義手 を提供するものであり、該義手はそのサポート体における固定ウオームギアホイ ール手段に関して略接線方向に延び、且つウオームギアホイール主軸の回りに回 転できるように取り付けられた少なくとも１つの前記指部材を有し、該指部材は 、これの略長手方向に延び、且つ前記ウオームギアホイールの歯車の歯と係合す るウオームを備える駆動モーターを有するので、義手の使用に際して前記駆動モ ーターが作動すると、前記指部材は、握りを開閉するために、他の指部材および ／または自然指へ向けて、もしくはそれから離れるように前記ウオームギアホイ ールの回りを移動する。 このように本発明の義手は、作動柔軟性を向上することができる、特にコンパ クトな形態の指駆動手段を使用する。 ここで使用される表現「指部材」は、「親指部材」を含む。丁度１つの可動指 部材と１つの固定部材とにより形成される有用な握りを提供することができるが 、一般に義手は複数の可動指部材を備えることが好ましく、また義手は、指部材 または指部材のグループの移動に関係なく、幾分許容できるように、例えば「親 指」指部材の高速度、低トルクの移動、および他の指の低速度、高トルクの移動 ができるように、および／または個別／グループの指移動特性の種々の組合せで 種々の握りパターンを提供することができるように、形成され、配置された制御 手段を備えることが最も好ましい。 好都合には、駆動モーターを備えた、少なくとも１つの前記指部材の根元部分 は、前記サポート体上に回動移動のために取り付けられた少なくとも１つの他の （モーター無し）指部材の根元部分へ、連結手段により接続され、該連結手段は 、握りの開閉のために、駆動モーターによる直接移動中に、駆動モーターが設け られた前記の 少なくとも１つの指部材へ向けて、またはそれから離れるように前記他の指部材 を回動自在に動かすように、駆動を前記他の指部材へ伝達するように形成され、 かつ配置されている。 この種の構成は、個別のモーターが異なる指毎に使用される、本発明の他の形 態よりも、力が小さく、かつ作動柔軟性が低いことがあるが、少ないモーターと 低消費電力で済むという利点があるので、一層経済的な解決策を提供する。 永久磁石式DCモーターを含む、比較的高い出力対重量比を有する種々の適切な モーターは、技術上知られており、そのDCモーターは、妥当な広い範囲にわたり トルクと駆動電流との間にほぼ直線関係を有するので、指部材駆動の制御を容易 にする。特別に適切なモーター、特に８〜17mmの径を有するモーターは、スイス のMinimotor SAから入手できる。この種のモーターの別の利点は、モーターの出 力軸へ連結されたモジュール式ギアボックスシステムを利用することができるこ とであり、これは、種々の比を有するギアボックスの範囲から選択することによ り、種々のトルク- 出力駆動速度の比を簡単に選ぶことを可能とする。これは、 種々の指部材において種々のギアボックスを単に使用することにより、義手にお いて、種々の握りパターンを容易に提供できるという利点を有する。 一般に、低速で移動する高トルクの他の指部材と共に高速で移動する低トルク の親指部材を有するのが好ましい。というのは、他の指部材の移動範囲が減少す るために、義手の機械的構成部材の外観上受入れられる外装または被覆が、これ により単純になるからである。 駆動モーターのコンパクトな形態、および駆動される指部材内に実質的にその モーターを取り付けることにより、特に前記駆動モーターが親指部材内にあると き、指サイズが減少し、このため構造を 軽くでき、これは、義手を子供へ適用する際に特に望ましい。さらに、このコン パクト性により、手首の移動性を低下することなく、または手が長すぎるように 見られることもなく、可動手首を含む長い切断肢へ取り付けることができる。 本発明の別の好ましい特徴および利点は、添付図面を参照して、図示される幾つ かの実施例を通して示される下記の詳細な説明から明らかになる。 図１は、本発明の義手の作動機構の主要な構成部材の端面図であり、 図２は、図１の機構を使用する、義手の１つの指部材の部分破断図であり、 図３（a）および（b）は、本発明の義手の第２の実施例の透視図であり、 図４は、図３（a）および（b）に示される義手の背面図である。 図１は、一般に既知の方法で、患者の切断肢（図示されない）への使用に際し て確実に固定された本体２、および複数の指部材３とを有する義手の作動機構１ の主要な構成部材を示す。本体２の上には、係合用の複数の固定ウオームホイー ル４が取り付けられており、固定ウオームホイール４は、夫々固定ウオームホイ ールの略接線方向に延びる、各指部材３のベース６に取り付けられたウオーム５ とそれぞれ係合している。ウオーム５は、指部材３の長手方向に延びる、ギアボ ックスと駆動モーターとの組合せ体８の駆動軸７に取り付けられている。指部材 ３は、固定ウオームホイール４の軸10の回りに回動するように本体２へ枢着され ている（9）ので、モーター８が起動されてウオーム５を駆動すると、ウオーム は、固定ウオームホイール４の円周11の回りを移行する。同時に、指部材３の末 端部12は、握りを開閉するために、矢印13により示される円弧を描く。 モーター８は、小型の充電式ニッケルカドミウム電池14（概略示 される）により駆動され、その電池は、例えば義手の第４番目及び第５番目の指 （図示されない）に、または切断肢（図示されない）と義手との間の任意の適切 な空間に離隔して取り付けられている。 モーター８は、残りの指の動きまたは手首の運動により起動されるスイッチ15 により制御される。２つのスイッチを、回転の両方向を制御するのに使用するか 、または代わりに、１つのスイッチを、適切な電子回路を通してインタフェース されることにより、順次または切替えの仕方で回転の両方向を制御するのに使用 してもよい。スイッチに加えて、力感受抵抗物質に由来する圧力信号、または残 留筋肉作用の筋電的活動に由来する信号を制御信号として使用してもよい。 義手自体の本体２は、そこから延びる指と親指との差込17、18を有する単純な 棒16の形態にすることが好都合である。指部材３は、モーター８とウオーム５と を内蔵する略チューブ状のハウジング20から垂れ下がる突起部19を介して回動可 能に取り付けられている。 義手の作動機構１の構成部材２は、一般に既知の方法で、通常の手の外観と実 際的に同様な、美観的に受入れられる外観を提供するように、シリコンゴムのよ うな肉盛り21内に被着され得る。 図３（a），（b）および図４は、義手の第２の実施例を示し、図１および２に 示される実施例を参照して説明することとし、また接尾辞「ａ」を加えた同様な 参照表示で示される。義手の作動機構1aは、一般に既知の方法で、患者の切断肢 への使用に際して確実に固定される本体2a（部分的に示される）を有する。本体 2aの上には、固定ウオームホイール4aの略接線方向に延びる、親指部材3aのベー ス6aに取り付けられたウオーム5aと係合する単一の固定ウオームホイール4aが取 り付けられている。ウオームは、ギアボックスと駆動モーターとの組合せ体8aの 駆動軸上に取り付けられている。 親指部材3aは、固定ウオームホイール4aの軸の回りに回動するように本体2aへ 回動自在に枢着されている（9a）ので、モーター8aが起動されてウオーム5aを駆 動すると、ウオームは、固定ウオームホイール4aの円周11aの回りを移行する。 また本体2aの上には、一対の指部材23が回動自在に枢設されている（22）。指部 材23は、モーター8aとウオーム5aとを内蔵するハウジング20aから延びる突起部1 9aに、略弓状または折れ曲がった連結部材25により回動自在に枢着された、内方 へ垂れ下がるレバー24を有する。図４から分かるように、親指部材3aの回動平面 は、より自然な配置を提供するように、指部材23の回動平面に関して傾斜してい る（通常、約55〜60°の傾斜角αだけ）。 モーター8aが起動されてウオーム5aを駆動すると、ウオームは、駆動を伝達す るように連結部材25を指部材23の内方へ垂れ下がるレバー24へ押し付けながら、 固定ウオームホイールの円周11aの回りを移行し、握りの閉止（図3（b））およ び開放（図3（a））のために、指部材23を親指部材3aへ向けて、またはそれから 離れるように回動自在に動かすことが、図３（a）および（b）から分かる。 上述した第１の実施例と同様に、義手の第２の実施例の構成部材は、一般に既 知の仕方で、より美観的に受入れられる外観を提供するように、シリコンゴムの ような肉盛り内に被着され得る。 指駆動のコンパクトな形態、およびそれにより駆動される指内に実質的に取り 付けること、および本質的に中立性、すなわち利き手が無い構成により、電動義 手の構造を本質的にモジュール方式にすることができる。一方、これは、左利き と右利きのものを含む、種々の義手としての１つ以上の在庫保持要求量を減少す ることを含む多くの利点をもたらし、また種々の数の機械指を有するものは、少 数の共通構成部材から容易に組み立てられる。加えて種々の握りパ ターンは、個別の指駆動部を有する適切な制御手段の使用により、容易に達成で きるので、握り力と作動または移動の速度との間で妥協する必要がないという別 の利点をもたらす。 ユニットのモジュール化性とコンパクト性により、個別の指義肢は、例えば、 １つ以上の指、特に握るのに重要である中指が無い先天的身体障害者の場合に使 用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つの機械的に作動する指部材（3）を提供し、そのサポート体 （2）における固定ウオームギアホイール（4）手段に関して略接線方向に延び、 且つウオームギアホイール主軸（18）の回りに回転できるように取り付けられた 少なくとも１つの前記指部材（3）を有し、該指部材（3）は、これの略長手方向 に延び、且つ前記ウオームギアホイール（4）の歯車の歯と係合するウオーム（5 ）を備える駆動モーター（8）を有しており、その使用時に前記駆動モーター（8 ）が作動すると、前記指部材（3）は、握りを開閉するために、他の指部材（3） および／または自然指へ向けて、もしくはそれから離れるように前記ウオームギ アホイール（4）の回りに移動するようにしてあることを特徴とする義手（1）。 ２．駆動モーター（8）を備えた、少なくとも１つの前記指部材（3）の根元部分 は、前記サポート体（2）上に回動移動（22）のために取り付けられた少なくと も１つの他の指部材（3）の根元部分へ、連結手段（25）により接続されており 、該連結手段（25）は、握りの開閉のために、駆動モーター（8）による直接移 動中に、駆動モーター（8）を備えた前記の少なくとも１つの指部材（3）へ向け て、またはそれから離れるように前記他の指部材（3）を回動自在に動かすよう に、駆動を前記他の指部材（3）へ伝達できるように形成され、且つ配置されて いることを特徴とする請求項１記載の義手（1）。 ３．前記駆動モーター（8）は、トルクと駆動電流との間にほぼ直線関係を有す る永久磁石式DCモーターであることを特徴とする請求項１または２記載の義手（ 1）。 ４．前記駆動モーター（8）は、その出力軸（7）によりギアボックスシステムへ 連結されているので、使用に際して、種々のトルク−出 力駆動速度比が、種々の比を有するギアボックスの範囲から選択できることを特 徴とする請求項１〜３のうちのいずれかに記載の義手（1）。 ５．複数の指部材（3）を有し、また前記指部材（3）または指部材のグループの 個別の移動ができるように形成および配置された制御手段（15）が設けられてい ることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれかに記載の義手（1）。 ６．前記複数の指部材（3）は、高速、低トルクの特性を有する駆動モーターを 備える単一の親指部材（3a）、および低速、高トルクの特性を有する駆動モータ ーを備える少なくとも１つの他の指部材（3）を含むことを特徴とする請求項５ 記載の義手（1）。 ７．通常の手の外観と略同様な外観を有する美観的に受入れられる物質から成る 肉盛り（21）で被着されていることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか に記載の義手（1）。