JP2004275526A

JP2004275526A - 足具の底部構造

Info

Publication number: JP2004275526A
Application number: JP2003072357A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujimoto; 浩志藤本; Takamichi Takashima; 孝倫高嶋; Atsuo Takanishi; 淳夫高西
Original assignee: Waseda University
Current assignee: Waseda University
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】健常者の歩行動作時に近い底部の荷重中心の移動を実現することで、足具を必要とする者の義足足部材、靴、サンダル等の装着時における歩行動作の安定化に寄与する。
【解決手段】人間の足部に擬似した外形の外装体１３と、この外装体１３の内側に固定された足部本体１４とを備えて義足の足部材１０が構成されている。足部本体１４は、外装体１３の底面１３Ａ側に配置される補強部材１８を備えている。補強部材１８は、内側及び外側に配置されて前後方向に延びる一対の片部材２２，２３によって構成されており、内側の片部材２２は、外側の片部材２３よりも弾性係数が小さくなるように設定されている。このため、歩行時には、底部１３Ａの内側を外側よりも多く撓ませ、底部１３Ａの荷重中心を次第に内側にシフトさせることができ、安定した歩行動作が可能となる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は足具の底部構造に係り、更に詳しくは、足具装着時における歩行動作の安定化に寄与する足具の底部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、人体の足底に相当する義足の底部側に、片状若しくは板状の補強部材を設けた底部構造が知られている（例えば、特許文献１、２等）。前記補強部材は、その先端側（つま先側）を自由端側として、上下方向に弾性変位可能に支持され、蹴り出し動作等の歩行動作を容易にするようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特表平８−５０３６３０号公報
【特許文献２】
特開平５−７６５５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような底部構造にあっては、前記義足を装着して歩行する際に、左右方向の歩行安定化に寄与する底部の動きが得られず、当該動きを持つ健常者に比べて転倒の可能性が高くなるという問題がある。
すなわち、健常者の歩行時において、左右何れか一方の足を前方に踏み出したときには、一般的に、先ず、その足底のうち踵側が接地し、当該足底を前後方向に屈曲させながら、荷重中心の位置を前方（足指方向）に次第に移動させる。この過程においては、前記荷重中心が、一旦外方に膨らんだ後に内方に向かってカーブしながら前方に移動することが知られている。このような健常者の事象は、本発明者らによる鋭意研究の結果、足底の内側部分を外側部分よりも多く撓ませることにより実現され、これが、歩行時における外側への転倒を規制するメカニズムであることが知見された。
ところが、前記公知の底部構造にあっては、前記補強部材の剛性が内外両側で略等しく設定されており、その内側部分を外側部分よりも多く撓ませることができないため、地面や床面等における段差や傾斜等、転倒を招来する外的要因が存在するときに、義足の装着者は、健常者よりも転倒の可能性が大幅に高くなるという問題がある。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、前記問題に係る発明者らの知見に基づいて案出されたものであり、その目的は、健常者の歩行動作時に近い底部の荷重中心の移動を実現することで、装着時における歩行動作の安定化に寄与することができる足具の底部構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、足具の底部側に所定の補強部材を設けた足具の底部構造において、
前記補強部材は、その内側部分の剛性を外側部分よりも小さくする、という構成を採っている。このような構成によれば、足具を装着して歩行する際において、補強部材の内側部分を外側部分よりも多く撓ませることができ、これにより、前記歩行時における底部の荷重中心は、一旦外方に膨らんだ後に内方に向かって前方に移動することになる。従って、当該荷重中心の移動が、健常者の歩行動作時における足底の荷重中心の移動に近くなり、補強部材の内側部分の撓みを利用したバランスの微調整により転倒が規制され、歩行動作の安定化に寄与することができる。
【０００７】
本発明における補強部材は、前記底部に沿って前後方向に延びる複数の片部材により構成され、内側に位置する片部材の剛性を外側に位置する片部材よりも小さくする、という構成を採っている。これにより、比較的簡単な構成で、前述の目的を達成することができる。
【０００８】
ここで、前記各片部材をそれぞれ独立して変位可能に設けるとよい。これによれば、底部の変位の自由度を高めることができ、地面や床面等に段差や傾斜が存在したときでも、より安定した起立動作や歩行動作が可能となる。
【０００９】
なお、本明細書中、「足具」とは、義足の足首部分よりも下側の部分を構成する足部材の他、靴やサンダル等の履物等をも含む概念として用いる。
【００１０】
また、本明細書において、特に明記しない限り、「内側」とは、前記足具が装着される人体等の動物若しくはロボット等の被装着体を正面側から見たときの中央側を意味し、「外側」とは、前記被装着体を正面側から見たときの左端側若しくは右端側を意味する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１には、本発明の底部構造が適用された足具としての足部材の概略斜視図が示されている。この図において、足部材１０は、義足の左足側における足首から下側の部分を構成する部材であり、その上方に下腿部材１１が連結されるようになっている。なお、以下の説明においては、左足用の足部材１０についてのみ説明し、当該足部材１０に対して左右対称の構成となる右足用の足部材については、説明を省略する。
【００１３】
前記足部材１０は、人間の足部に擬似した外形をなす樹脂製等の外装体１３と、この外装体１３の内側に固定された足部本体１４とを備えて構成されている。なお、ここでは、外装体１３の底面１３Ａが、足具１０の底部を構成する。
【００１４】
前記足部本体１４は、図２から図４に示されるように、前記下腿部材１１が連結される平面視略菱形状の接続部材１６と、この接続部材１６の下面で片持状に支持されるとともに、底面１３Ａ（図４参照）側に配置される補強部材１８とを備えている。
【００１５】
前記接続部材１６は、人体の踵に相当する後部寄り（図３中左寄り）に設けられており、平面視略中央に上下方向に貫通する穴部２０が形成されている。この穴部２０には、接続部材１６の下方からボルト等の締結部材（図示省略）が挿通され、当該締結部材によって、接続部材１６の上面側に載る下腿部材１１が連結されるようになっている。
【００１６】
前記補強部材１８は、内側及び外側に配置された一対の片部材２２，２３によって構成されている。これら片部材２２，２３は、接続部材１６の下面側に固定されて手前側に湾曲する湾曲状部２２Ａ，２３Ａと、当該湾曲状部２２Ａ，２３Ａに連なるとともに、底面１３Ａに略沿って前後方向（図３中左右方向）に延びる直線状部２２Ｂ，２３Ｂとにより構成されている。このような構成により、片部材２２，２３は、人体のつま先側に相当する前部側（図３中右側）を自由端側として、それぞれ独立して上下方向に変位可能となる。ここで、内側の片部材２２は、外側の片部材２３よりも弾性係数が小さくなるように設定されており、片部材２３に比べて上下方向に撓み難くなっている。ここで、各片部材２２，２３は、特に限定されるものではないが、カーボンコンポジット等の樹脂材料により形成されている。また、各直線状部２２Ｂ，２３Ｂは、図３中上下対称（内外対称）となるように設けられており、接続部材１６側から前方（同図中右方）に向かって次第に相互離間幅を拡大するように配置されている。
【００１７】
従って、このような実施形態によれば、補強部材１８の内側部分を構成する片部材２２の剛性が、同外側部分を構成する片部材２３よりも小さく設定されおり、底部１３Ａの内側を外側よりも多く撓ませることができる。このため、足部材１０を有する義足を装着して歩行したときに、底部１３Ａの後部から前部に荷重中心が移行する過程で、当該荷重中心を次第に内側にシフトさせることができ、これによって、外側への転倒が健常者のように規制され、安定した歩行動作を行えるという効果を得る。
【００１８】
なお、片部材２２，２３の数は、前記実施形態の数に限定されるものではなく、更に増加することも可能である。この場合には、内側から外側に向かって次第に片部材２２，２３の剛性を高めたり、内側の幾つかの片部材２２よりも外側の幾つかの片部材２３を高剛性とすることを例示できる。
【００１９】
また、前記補強部材１８として、底部１３Ａに沿って内外方向に広がる一枚の板部材等によって構成し、当該板部材の内側部分の剛性を外側部分よりも小さくしてもよい。但し、このように内側部分及び外側部分を一体化した場合には、足部材１０全体の捩り変形を促進する機構、構造、材料等を用いることが好ましい。この点、前記実施形態の構成は、各片部材２２，２３がそれぞれ独立して変位可能となっているため、足部材１０全体の捩り変形が促進され、多少の凹凸や斜面等における起立や歩行等にも安定して対応可能となる。
【００２０】
更に、前記実施形態では、本発明の底部構造を義足の足部材に適用した一例を図示説明したが、本発明はこれに限らず、靴、サンダル等の履物のソール部分等に適用することもできる。
【００２１】
その他、本発明における各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、補強部材の内側部分の剛性を外側部分よりも小さくしたから、足具を装着して歩行したときでも、底部の荷重中心の移動を健常者の歩行動作時の足底に近い状態にすることができ、歩行動作の安定化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る底部構造が適用された義足の足部材の概略斜視図。
【図２】前記足部材の分解斜視図。
【図３】前記足部材を構成する足部本体の概略平面図。
【図４】前記足部本体の概略側面図。
【符号の説明】
１０足部材（足具）
１３Ａ底面（底部）
１８補強部材
２２片部材（内側）
２３片部材（外側）

Claims

足具の底部側に所定の補強部材を設けた足具の底部構造において、
前記補強部材は、その内側部分の剛性を外側部分よりも小さくしたことを特徴とする足具の底部構造。
前記補強部材は、前記底部に沿って前後方向に延びる複数の片部材により構成され、内側に位置する片部材の剛性を外側に位置する片部材よりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載の足具の底部構造。
前記各片部材は、それぞれ独立して変位可能に設けられていることを特徴とする請求項２記載の足具の底部構造。