JPH11503929A - 調整可能な人工関節 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 人工関節（１）を協働する本体部に取り付けるための部分を構成する取り付け手段（４）と、それに対し角度的に変位可能に接続されている細部（１７）との間の角度関係の設定を主に行うことを意図し、それによって、それぞれ、そのような角度変位を許容あるいは阻止する動作が可能なように適合された手段を備えた人工足首あるいは義足のような調整可能な人工関節であって、前記手段は流動性媒体を含む２つの連通チャンバ（３ａ、３ｂ）によって構成されており、チャンバの間には切り替え可能なバルブ（１３）が備えられ、かつ少なくとも１つの本体はピストン（８、９）として設計されており、前記ピストンは前記チャンバに関して回転可能に配置され、かつそれの中で移動可能に配置され、かつ前記チャンバの相対的大きさを変えるために、前記バルブが開いて前記チャンバ（３ａ、３ｂ）外部の切り換え力を受けて前記チャンバ中で変位するとき、前記２つのチャンバ間の流動性媒体の流れを許容するように適合されるものである。

Description

【発明の詳細な説明】 調整可能な人工関節 発明の分野 本発明は、特許請求の範囲１の前文で規定される種類の義足関節あるいは義足 のような調整可能な人工関節に関する。 足ブレードが弾性体であると同時に、足の一部を形成する足ブレードに対する 足の角度を敏捷で、段階的でなく、スムーズに調整する義足は、スウェーデン特 許Ａ‐第９０１１８４−２号から公知である。この特許に示されている解決策は 、適正に機能しているが、支柱、レール、ボール・ナット機構、ブレーキ・停止 手段のような多数の機械部品を組み込んでおり、それによって、この特許による 義足をかなり高価にし、スペースを要求しかなり多数の部品を要する構造となっ ている。 本発明の目的は、上記の特許による義足と同じ高い機能性を有するが、よりわ ずかな機械部品を組み込むので、あまりスペースも要求しなくて、従来の解決策 よりも製造するのにあまり高価でないようにすることができる義足等のような調 整可能な人工関節を提供することにあり、これは、この構造に特許請求の範囲の 特徴部分で規定された特徴を提供することで達成された。 図面の簡単説明 下記に、本発明は、添付図面で概略的に示される実施例に関してさらに説明さ れるだろう。 図１は、本発明による調整可能な義足関節の実施例を側面からの断面で示し、 図２は、それの中に組み込まれたバルブに対するロックニュートラ位置の、そ れのかかと部分に加えられた負荷を有する、本発明による義足の対応する図であ り、 図３は、最大限後方へ曲げられた位置の図１に対応する断面図における本発明 による多少改良された義足を示し、 図４は、最大限前方に曲げられた位置の、開いた位置のバルブを有する図３に よる足の人工装具を示す対応図であり、 図５は、開いたバルブを有し、最大限後方へ曲げられた位置の図４に対応する 図であり、 図６は、図５によるバルブハウジングの前方から直接見た端面図であり、 図７は、側面図におけるバルブハウジングを示し、 図８は、上方から直接見るようなバルブハウジングを示し、 図９は、図６〜図８のバルブハウジングの下部側面の図であり、 図１０は、側面図の本発明による調整可能な足首関節を示し、 図１１は、いかに図１０による足首関節が多数の異なる、従来公知の足人工装 具の一つとともに使用できるかを部分的に断面で示し、および 図１２ａ〜図１２ｅは、本発明による人工関節が横に傾斜ができる ように一緒に組み立てることができる別の関節を概略的に示している。 発明の詳細な説明 図１には、ソケットが、例えば、それ以上示されない従来の方法で、図示され ていない下側の骨の部分に取り付けられることを目的としているその曲がった覆 いの表面から本質的に半径方向から突き出ているほぼ垂直なソケット４を有する ほぼ円筒状の、断面が円形の曲がったチャンバ３の形のハウジング２を組み込ん でいる本発明による足首関節人工装具１が断面で示されている。円筒状の曲がっ たチャンバ３の中央の部分には、固定された、ほぼ半径方向の中間の壁５が備え られている。この壁は、チャンバ３を２つのほぼ等しい大きい円形の曲がった、 部分的には円形のシリンダ３ａ、３ｂに細分割し、シリンダの湾曲軸と一致する 回転軸を有するハブ６に接続されている。これらの２つのシリンダ３ａ、３ｂの それぞれのシリンダには、一定の相互の間隔を有する連続的なピストン対を形成 するように相互接続されており、シリンダの湾曲軸に一致するように曲げられた ピストン８、９の各々が備えられている。ピストンは、従来の密封装置１０、例 えば、溝の中に備えられているＯシーリング・リングでシリンダ壁を保護するた めに密封されている。 図１に示された実施例では、チャンバ３と付属ソケット４との間の中間の壁は 、チャンバ３内のシリンダ３ａの中の１つにつながっている第１の溝と、第２の チャンバ３ｂに通じている図示されていない第２の溝を有するバルブハウジング １１として設計されている。バルブハウジング１１には、図示されている位置で は開いているので、２つ のシリンダ３ａ、３ｂとの間を自由につなげることができる、回転可能に配置さ れているバルブ本体１３が備えられている。このバルブ本体１３は、付属シリン ダによって配置され、図示された例では、操作手段１４、例えば、回転レバーに よって回転できる。この図による足首人工装具に接続されているのは、ハブ６の 周りに回転できるように配置され、図示された中立の位置では、ピストンの中の １つと接触している上向きに面している面１６を有している足プレート１５であ る。次に、本実施例における足プレート１５は、他のピストンと接触している可 撓性の圧縮できる材料の緩衝体１８を支えるかかとプレート１７に接続されてい る。 各ピストン８、９と中間の壁５の対向する面との間の自由空間が適当な流動性 媒体を取り囲む事によって、付属ソケット４が、関連の足プレートあるいは足ブ レードに関して所望の角度に角度的に非常に容易に調整できることは、バルブ本 体１３の開いた位置の異なるシリンダ３ａ、３ｂの間の流動性媒体の流れを減衰 させるような適当な溝を特定の寸法にすることで可能である。 流動性媒体として、粘弾性の集合体、例えば、ホウ素‐シロキサン‐エラスト マーを使用することによって、シーリングの精度に対する高い要求がないので、 これに関して多数の長所が得られる。このことは、あまり高価でない製造に寄与 する、協働するシーリング面に対する製造許容範囲が減少することができること を意味する。粘弾性の集合体は、より急速な動きの流れに対してより大きな抵抗 力を与えるようにさらに作動するので、流れ溝、バルブハウジング及びバルブの 製造時の精度を減少させることができる。これにもかかわらず、本発明は、 流動性媒体としてこのような粘弾性の集合体を使用することに限定されないで、 一般的な作動油も使用できる。しかしながら、それによって、製造許容範囲に対 する要求は増加される。 図２には、図１に対応する図に、義足２１と解釈される本発明が示され、それ によって、図１による足首関節人工装具１に比べて唯一の差異は、足プレート１ ５がかかと２０を有する足ブレード１９に接続されている。足ブレードは、従来 公知であり、炭素繊維材等で作られたシートであることが好ましい。その可撓性 によって、足ブレード１９は、足プレート１５の下部面の曲がりに当たって接触 するように歩行時に曲がる。 図３には、図２による義足の修正された実施例が示され、それによって互いに 完全に一致する２つの実施例の細部には同一の参照番号が示されている。 このように、この場合、義足２１は、２つのチャンバシリンダ３ａ、３ｂを分 離し、ピストン８、９を収容する中間の壁５′を有していて、前記中間の壁５′ は、回転可能なバルブ本体２３のための座２２に対して設計されている。図３に おいて、バルブ本体は閉じられた位置にあり、それによって歩行時に直角をなす 足の角度を一定に維持する。 この図には、かかとを踏みつけた状態が図示されていて、それによって、緩衝体 １８は見て分かるように圧縮されている。歩行時の動きでかかとの部分は荷重か ら解放され、緩衝体１８は再び最初の大きさに拡大される。 例えば、ある種のスポーツ活動に関して、足の角度を変える必要がある場合、 異なるかかとの高さの靴などの間で変えるとき、図４に示 されるようなバルブ本体２３が開かれ、つながっているシリンダ３ａ、３ｂの流 動性媒体は、２つのシリンダの間を流れることができる。どちらかの傾斜をして いる付属ソケット４に圧力を加えると、一定の互いの距離にある２つのピストン ８および９は中間の壁５′との関係で移動し、それによって、足ブレードに対す る付属シリンダ４の傾斜は変えられる。これによって、流動性媒体の体積は、中 間の壁５′の一方の側で増加するのに対して、中間の壁の他方の側では対応する 程度まで減少される。そこで、バルブ本体２３が閉じた位置に切り替えられると （図３を参照）、義足は、足ブレードに対して新しい停止角度位置をとる。 図４には、最大限まで前方に傾斜する位置に変えたこの角度位置が示されてい るが、バルブ本体２３は、移動経路に沿ってどこでも開閉されるので、完全に段 階的でない調整ができる。 図５には、バルブ本体２３が開いている場合、いかに付属ソケット４が最大限 の後方傾斜位置まで移動されるかが対応して示され、それによって、足プレート １５に最も近接して位置しているピストン８は、丁度図４による位置にあるよう に足プレート１５に係合する。この最大限に後方に傾斜する角度位置で、緩衝ブ ロック１８はまだ圧縮されないのに対して、後部ピストン９と中間の壁５′との 間の空間がその最小の大きさである同時に、前部ピストン８と中間の壁５′との 間の空間は最大の空間である。 図６は、そのハウジング２と、付属ソケット４とハブの湾曲軸７とを有する本 発明による人工関節を平面正面図で示す。 図７は、その付属ソケット４およびそれの湾曲の軸７を有するハウ ジングおよび人工関節のバルブを操作する実現可能な装置の平面側面図を示し、 この装置は、ハウジングの中で回転できるように支えられたシャフト２５とレバ ー２４を一体的に有し、このハウジングにおいて、シャフト２５は、レバーの回 転運動をバルブ本体２３に伝達するように適合され、レバー２４の自由側面は、 装着者によって操作できる操作ケーブル２６に接続でき、角度調整が望まれる場 合、人工装具の装着者がケーブルを引っ張って、それによってバルブを開く。ケ ーブルの引っ張る力がなくなると、図示されていないスプリングはバルブを閉じ た位置に戻すように配置されている。 図８には、人工関節のハウジングが上の方からの平面図で示され、図９には、 同じものが下の方からの平面図で示されている。 図１０には、図１による人工足首に比べて多少修正されている人工足首の実施 例が側面図で示されている。この場合、まさしく人工関節は、例えば、図３によ る義足による実施例に対応しているのに対して、一方、足プレート１５のみなら ず足ブレードも欠いている。その代わりに、本実施例による人工関節には、前部 ピストンに対して片方の面を形成する下部部材１５′が装備されている。この下 部部材１５′にはそれに取り付けられたボルト２７が装備されている。 図１１に概略的に示されているように、この人工足首は、図示されているよう に、ワッシャ２８およびナット２９によって義足３０の中の溝に取り付けること ができる簡単な方法で、既に市販されている義足とともに使用することができる 。 図１２ａ〜図１２ｅには、本発明による人工関節が、本発明による人工関節の ジョイント軸に対してほぼ直角に設けられた第２のジョイ ント軸とともにいかにして形成することができるかが概略的に示されている。足 人工装具として人工関節をこのように使用する場合、足の関節を横方向に傾斜さ せる可能性も得られる。このように、図１２ａには、本発明による人工関節の回 転軸が前方から水平（あるいは後側から水平）な図で示され、それによって、こ の回転軸７のための支持ブラケット３１は、回転軸７にほぼ垂直に延びるピボッ トジャーナルの周りに軸ピンのまわりを旋回させることができるように支えられ ている。この図には、いかに関節がピボットジャーナル３２の周りに横方向に傾 斜することができるかが示されていて、図１２ｂには、反対方向への対応する傾 斜が示されている。この仕方により、両足が相互に広く離れて位置されるとき、 足の関節を、例えば、足の関節の垂直な傾斜に対応するなどのように角度的に足 を十分調整することができる。 図１２ｃには、支持ブラケット３１およびジャーナル３２が側面図で示されて おり、この図から、例えば、ポリウレタンで作られている緩衝ブロック３５が位 置決めされている凹所が、ベースプレート３３と支持ブラケット３１の間にどの ように備えられているかが分かる。図１２ｄに示されているこのような緩衝ブロ ックは、図１２ａおよび図１２ｂから分かるように、溝３４の各面から挿入され 、横方向の振動運動を圧縮の下で緩衝する。 図１２ｅには、別の関節が上の方からの図で示されている。 本発明は、それに関して図示され、記載された実施例に限定されるものでなく 、修正は添付の特許請求の範囲の範囲内で可能である。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ， ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．人工関節（１、２１）を協働する本体部に取り付けるための部分を構成する 取付手段（４）と、それに対し角度的に変位可能に接続された細部（１７、１９ 、１５′）との間の角度関係の設定を主に行うことを意図し、それによって、そ れぞれそのような角度変位を許容あるいは阻止する動作が可能なように適合され た手段を備えた、人工足首あるいは義足のような、調節可能な人工関節であって 、 前記手段は流動性媒体を含む２つの連通チャンバ（３ａ、３ｂ）によって構成 されており、チャンバ間には切換自在なバルブ（１３、２３）が備えられ、前記 バルブは開及び閉位置間で切り換え可能であり、少なくとも１つの本体はピスト ン（８、９）として設計されており、前記ピストンは前記チャンバに対して回転 可能に配置され、かつそれの中で移動可能に配置され、かつ、前記チャンバの相 対的な大きさを変えるために、前記バルブが開いて外部の切り換え力を受けて前 記チャンバ中で変位するとき、前記チャンバ間の流動性媒体の流動を許容するよ う適合され、かつ、前記バルブが閉じたとき、そのオーバーフローを阻止し、か つ、それによってその瞬間にとられた角度位置を固定するよう適合されているこ とを特徴とする人工関節。 ２．前記連通チャンバ（３）は、実質的に円筒状で、かつ、断面形状が湾曲した チャンバに形成されたハウジング（２）内に設けられ、該ハウジング（２）は、 前記チャンバ（３）を前後に位置する２つの湾曲した部分（３ａ，３ｂ）に分割 する中間壁（５，５′）を有し、かつ前記バルブ（１３、２３）が中間の壁（５ 、５′）に関してバルブハウジング（１１）の中に備えられていることを特徴と する請求項１ に記載の人工関節。 ３．各々のチャンバ部分あるいはシリンダ（３ａ、３ｂ）には、それの中で移動 可能なそれ自身のピストン（８および９、それぞれ）が装備され、前記ピストン が相互接続され、前記シリンダの間のバルブ（１３、２３）を通って流動性媒体 の流れに基づいて前記中間の壁に関して均一に変位されるように共に適応される ことを特徴とする請求項２に記載の人工関節。 ４．人工関節が義足の一部を形成し、かつ／あるいは義足に取り付け可能である 手段（１７、１９、１５′）が装備されていることを特徴とする請求項３に記載 の人工関節。