JPH11502139A - 義足および義足の膝関節 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 義足は、一方側が上脚部に取り付られていて他方側が下脚部に取り付られている膝関節を備えている。下脚部は、上脚部に対して義足の伸長位置から屈曲位置まで回転可能である。膝関節は、実質的な伸長位置から屈曲位置まで移動する際に初めに下脚部及び上脚部が互いに開離するよう構成されている。膝関節は、４個の平行な枢支軸から構成され、そのうち２個の下脚枢支軸は第１基幹部に対して固定位置を占めていて２個の上脚枢支軸は第２基幹部に対して固定位置を占めている。接続要素は、各下脚枢支軸を上脚枢支軸と枢支的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】 義足および義足の膝関節 技術分野 本発明は、１個以上の単一の枢支軸から構成されており、下脚部が上脚部に対 して義足の伸長位置から屈曲位置まで回転可能なように一方側が上脚部に取り付 られていて他方側が下脚部に取り付られている膝関節を備えた義足に関する。こ のような種類の義足は、脚を切断されたために上脚の部分のみが残されている人 々によって使用される。その際には、上脚切断端の装着外囲器が備わっている義 足の上脚部において義足が上脚に取り付けられる。この種の膝関節は単一の枢支 軸を含んでいるが、関節の屈曲を効率化するための他の多くの構成もまた可能で ある。 背景技術 義足は歩行のために使用され、上脚の切断端によって作り出される揺動が用い られる。義足が前進方向の地面の上に置かれた後、伸長した義足を後方へと揺動 させることにより一歩の歩行が生じる。続いて、脚切断端が再度前方へと揺動さ れると、義足が屈曲しかつ屈曲状態で前方へと再度揺動され、その後、義足は次 の一歩の歩行を生じさせるために伸長状態で再度地面の上に置かれる。 前記動作の間、上脚の切断端が義足に力を作用させることから、義足は歩行の 間本質的に伸長状態に保たれる。上脚が正しい位置に保持されていないときに、 例えば後方へゆっくり揺動させ過ぎると、早すぎる時期に、すなわち装着者が義 足と共に動く以前に義足が屈曲する危険がある。 発明の開示 本発明の目的は、歩行中のより高い安定性を持ち、その結果として臀部の筋肉 が疲労しにくく歩行中の踏み損ないの危険性が減少する義足を提供することであ る。 上記目的を達成するために、膝関節は、実質的な伸長位置から屈曲位置まで移 動する際に、初めに下脚部及び上脚部が互いに開離することで一時的な義足の伸 長が生じるよう構成されている。この結果、人の体重が完全にまたは部分的に義 足によって支持されているかぎり、義足の屈曲には、義足への荷重が小さい場合 と比べてより大きな力が必要となる。義足の屈曲を開始するために必要な力は、 義足によって支持される重量に応じて変化する。この結果、伸長位置の義足と共 に行われる歩行の一部分の間に脚を屈曲するためには、歩行の前記部分が完了し て人の体重がもう一方の脚の上にかかるようになりその結果義足が再度前方へと 揺動され得る場合と比べて、より大きな労力を必要とする。 本発明は、下脚部が上脚部に対して実質的に垂直な面内で回転可能であり、膝 関節が実質的に前記面と垂直に延びる４個の枢支軸を備えており、そのうち２個 の下脚枢支軸は下脚部に対して固定位置を占めていて２個の上脚枢支軸は上脚部 に対して固定位置を占めており、前記面内の枢支軸の位置が固定長の辺をもつ不 定四角形を形成するように接続要素が各下脚枢支軸を上脚枢支軸と枢支的に接続 しており、義足の伸長位置で上脚枢支軸が下脚枢支軸と比べてより下脚部に近接 して位置するよう枢支軸が配置されているような義足の装置によって実現される 。本説明において使用される枢支軸という用語は、幾何学的な軸を意味しており 、それぞれの部分が回転するための１本またはそれよりも多い本数の物理的な軸 の中心軸を実際に形成すると理解される。 本発明による構成のこの形状の結果として、上脚部は、義足がその伸長位置に ある場合に問題の枢支軸の中間にある前述の接続要素の上に張力がかかるように 、いわば下脚部の中に吊されている。義足が屈曲されるときには、不定四角形は さらに引き伸ばされた形状へと歪められ、その結果垂直方向で見ると２個の下脚 枢支軸は２個の上脚枢支軸により近接して、屈曲動作の開始時に下脚部と上脚部 とを僅かに開離させる。 本発明の他の特徴によれば、前述の垂直面内において脚の伸長位置で見ると上 脚枢支軸間の相互距離が下脚枢支軸間の相互距離よりも大きく、あるいは下側の ２個の枢支軸間の相互距離が上側の２個の枢支軸間の相互距離よりも大きい。こ の結果として、義足が屈曲されるときには、歩行方向で見ると上脚部に対して下 脚部が相対的に僅かに後方に残る。 本発明は、義足及び義足において使用される膝関節に関する。本発明の１つの 特徴によれば、膝関節は第１基幹部及び第２基幹部から構成され、前記基幹部が 互いに対して回転可能であるように接続要素が前記基幹部を接続しており、前記 第１基幹部が前記第２基幹部によって少なくとも部分的に包囲されるために、前 記第１基幹部が前記第２基幹部の内部にまで延びている。それゆえ、下脚部が前 記第１基幹部に取り付けられ、上脚部が前記第２基幹部に取り付けられることが 好ましい。これについては、後の実施例によってさらに詳しく説明する。 本発明の他の特徴によれば、３個の接続要素が備わっており、伸長位置にある 脚と共に歩行する方向で見ると、１個の接続要素によって２個の前側の枢支軸が 相互接続され、離れて配置された２個の接続要素によって２個の別の枢支軸が相 互接続される。それゆえ、少なくとも義足の屈曲中は、３個の接続要素の存在に より十分に安定した接続が確保され、第１基幹部が２個の後者の接続要素の間を 移動することができる。 本発明のさらに別の特徴によれば、一方の基幹部は停止具を備えており、義足 の伸長位置において他方の基幹部または接続要素がこの停止具に対して突き当て られる。前記停止具は、装着者の個人的な好みに応じて義足の伸長位置を調節で きるように調節可能であり、あらゆる設定について安定した位置が確保される。 義足にはバネ手段が備わっており、義足を膝関節の伸長位置へと押圧する。前 記バネはコイルスプリングまたはガススプリングであり、一方の端が下脚または 上脚に取り付けられ、他方の端が膝関節の適当な部分に接続されている。このよ うなバネにより、歩行中に義足が地面の上に置かれるよりも前にその伸長位置に 戻りやすくなる。 別々にあるいはそれぞれを組み合わせて利用される本発明の他の特徴について は、図面の説明中に開示されており、請求の範囲において定義される。 図面の簡単な説明 以下、膝関節の実施例および義足の動作について、図面を参照しながら例証と して説明する。 図１は、膝関節の前面図である。 図２は、膝関節の背面図である。 図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。 図４は、膝関節の平面図である。 図５は、膝関節の底面図である。 図６は、義足の動作を示す図である。 図７ないし１１は、図１ないし５による膝関節の斜視図である。 図面は単に実施例の概略的な表現にすぎず、類似部分には異なる図面中におい て等しい番号が付されている。 発明を実施するための最良の形態 本発明による膝関節には、義足の膝関節を下脚部に取り付けるための第１締結 手段１と、膝関節を義足の上脚部に取り付けるための第２締結手段２とが備わっ ている。前記締結手段１、２は多種多様の状態に構成することができるが、本実 施例では前記締結手段が、各々の脚部の符合して形成された部分の中にクランプ 取付され得るように、あるいは異なる方法により結合されるように形成されてい る。もちろん、ネジ接続またはボルト接続または類似の方法も同様に可能である 。 実施例において、前記第１締結手段１は第２基幹部４内にまで延びる第１基幹 部３に接続されており、第２基幹部はいわば前記第１基幹部３を部分的に包囲し ている。それゆえ、第２基幹部４の前面５は、第１基幹部３の上端を越えて前側 上脚枢支軸６にまで延びており、この場所では前側接続要素７が基幹部４に枢支 固定される。 前記前側接続要素７の他端は、前側下脚枢支軸８の場所で第１基幹部３に枢支 固定されている。 膝関節の後側に２個の後側接続要素９が備わっており、これらの要素は、一方 では後側下脚枢支軸１０の場所で第１基幹部３に枢支的に軸着されており、他方 では後側上脚枢支軸１１の場所で第２基幹部４に枢支固定されている。 特に図３から明らかなように、基幹部４が静止状態に保たれているときには、 基幹部３は右に回転することができ、枢支軸６及び１１は静止状態のままであり 、一方で枢支軸８及び１０は基幹部３の回転運動に追従する。 図に示されるような膝関節の伸長位置においては、前側接続要素７が停止具１ ２に対して突き当てられており、停止具１２は基幹部４に固着されていて、第１ 基幹部３は左への回転を防止される（図３）。この結果、接続要素６は枢支軸６ に対して図３で見ると右へのみ回転することができる。前記停止具は、例えば一 方の基幹部が他方の基幹部上の停止部に当たるといった同じ目的のために、膝関 節の他の部分の上に備わっている。もし望むのであれば、停止具１２は、個人的 な好みによって義足の伸長位置を僅かに調節できるような調節ねじまたは他の手 段を備えていてもよい。 図６は、義足の屈曲動作を概略的に示している。この図は、横並びの６個の位 置を概略的に示しており、この中で上脚部及び下脚部は固定辺を持つ三角形１５ 、１６として表されているため前記三角形を歪めることができず、一方で膝関節 は固定辺及び頂点上の枢支軸６、８、１０、１１をもつ不定四角形として表され る。 伸長位置にある義足は、図６の左にあるように概略的に説明される。上脚枢支 軸１５及び下脚枢支軸１６は、実質的に直線状になっている。下脚枢支軸８、１ ０が上脚枢支軸６、１１よりも高い位置にあるために、２個の脚部１５、１６は 膝関節１７内で重なっている。さらに、２個の下脚枢支軸８、１０間の相互距離 は２個の上脚枢支軸６、１１間の相互距離よりも小さい。図６内の矢印１８は、 義足を屈曲させるために上脚部１５が回転する方向を示している。 図６に示された連続的な状況を左から右に見ると明らかなように、屈曲の間初 めは義足の長さが増加するが、一方で義足の屈曲がさらに進行すると、義足の長 さが伸長位置における当初の長さよりも短くなる。この後者の位置においては、 義足は歩行の間容易に前方へ揺動され得る。 枢支軸６、８、１０、１１の位置を変えることによって、屈曲動作の開始時に 起こる上述の義足の延長の程度を望みどおりに変更することができる。 図７ないし１１は、図１ないし５による膝関節の斜視図であり、様々な部分が 同じ数字により示されている。 本発明の具体的な実施例は単なる例であると考えられ、本発明の範囲内におい て、本発明の変形及び他の構成及び他の実施例が可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． １個以上の単一の枢支軸（６；８；１０；１１）から構成されており、下 脚部が上脚部に対して義足の伸長位置から屈曲位置まで回転可能なように一方側 が上脚部に取り付られていて他方側が下脚部に取り付られており、実質的な伸長 位置から屈曲位置まで移動する際に初めに下脚部及び上脚部が互いに開離するよ う構成された膝関節を備える義足。 ２． 前記下脚部が前記上脚部に対して実質的に垂直な面内で回転可能であり、 前記膝関節が実質的に前記面と垂直に延びる４個の枢支軸（６、８、１０、１１ ）を備えており、そのうち２個の下脚枢支軸（８、１０）が下脚部に対して固定 位置を占めていて２個の上脚枢支軸（６、１１）が上脚部に対して固定位置を占 めており、前記面内の枢支軸（６、８、１０、１１）の位置が固定長の辺をもつ 不定四角形を形成するように接続要素（７、９）が各下脚枢支軸（８、１０）を 上脚枢支軸（６、１１）と枢支的に接続しており、義足の伸長位置で上脚枢支軸 （６、１１）が下脚枢支軸（８、１０）と比べてより下脚部に近接して位置する よう前記枢支軸（６、８、１０、１１）が配置されている請求項１に記載の義足 。 ３． 前述の垂直面内において脚の伸長位置で見ると下脚枢支軸（６、１１）間 の相互距離が上脚枢支軸（８、１０）間の相互距離よりも大きいことを特徴とす る上記請求項のいずれか１つに記載の義足。 ４． 前記膝関節が第１基幹部（３）及び第２基幹部（４）から構成され、前記 基幹部（３、４）が互いに対して回転可能であるように接続要素（７、９）が前 記基幹部（３、４）を接続しており、前記第１基幹部（３）が前記第２基幹部（ ４）によって少なくとも部分的に包囲されるために前記第１基幹部（３）が前記 第２基幹部（４）の内部にまで延びていることを特徴とする上記請求項のいずれ か１つに記載の義足。 ５． 前記下脚部が前記第１基幹部（３）に取り付けられ、前記上脚部が前記第 ２基幹部（４）に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の義足。 ６． ３個の接続要素（７、９）が備わっており、伸長位置にある脚と共に歩行 する方向で見ると、１個の接続要素（７）によって２個の前側の枢支軸（６、８ ）が相互接続され、離れて配置された２個の接続要素（９）によって２個の別の 枢支軸（１０、１１）が相互接続されることを特徴とする上記請求項のいずれか １つに記載の義足。 ７． 一方の基幹部（３；４）が停止具（１２）を備えており、義足の伸長位置 において他方の基幹部（４；３）または接続要素（７、９）がこの停止具に対し て突き当てられ、前記停止具（１２）が調節可能であることを特徴とする請求項 ４に記載の義足。 ８． 義足を伸長位置へと押圧するバネ手段が備わっていることを特徴とする上 記請求項のいずれか１つに記載の義足。 ９． 義足の膝関節を下脚部に取り付けるための第１締結手段（１）と、膝関節 を義足の上脚部に取り付けるための第２締結手段（２）とが備わっていることを 特徴とする上記請求項のいずれか１つに記載の義足のための膝関節。 １０． 各々の上に前記第１締結手段（１）及び前記第２締結手段（２）を備え た第１基幹部（３）及び第２基幹部（４）から構成され、前記基幹部（３、４） が互いに対して回転可能なように接続要素（７、９）が前記基幹部（３、４）を 接続しており、前記第１基幹部（３）が前記第２基幹部（４）によって少なくと も部分的に包囲されるために前記第１基幹部（３）が前記第２基幹部（４）の内 部にまで延びていて、さらに４個の平行な枢支軸（６、８、１０、１１）から構 成され、そのうち２個の下脚枢支軸（８、１０）が前記第１基幹部（３）に対し て固定位置を占めていて２個の上脚枢支軸（６、１１）が前記第２基幹部（４） に対して固定位置を占めており、これらの軸方向と垂直な面内の枢支軸（６、８ 、１０、１１）の位置が固定長の辺をもつ不定四角形を形成するように接続要素 （７、９）が各下脚枢支軸（８；１０）を上脚枢支軸（６；１１）と枢支的に接 続しており、義足の伸長位置で前記上脚枢支軸（６、１１）が前記下脚枢支軸（ ８、１０）と比べてより前記第１基幹部（３）に近接して位置するよう前記枢支 軸（６、８、１０、１１）が配置されている請求項９に記載の膝関節。