JP2009520527A - 義手 - Google Patents

Abstract

本発明は、義手に関し、この義手は、本体（１；１０１）と、義手を腕の断端に取り付けるための複数の連結要素（２）と、義手をこれらの連結要素に対し相対的に屈曲および伸展するための少なくとも１つの関節とを有し、本体（１；１０１）は、ばね力に抗して、中立位置に保たれている。
【解決手段】少なくとも１つのばね要素（３）は、本体（１；１０１）に関連して設けられており、この本体は、累進的なばね特性を有し、屈曲角度または伸展角度の増大につれて、増大する反力を与える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、義手に関する。この義手は、本体と、義手を腕の断端に取り付けるための複数の連結要素と、義手をこれらの連結要素に対し相対的に屈曲および伸展するための少なくとも１つの関節とを有し、本体は、ばね力に抗して、中立位置に保たれている。

US 2004/0015240 A1からは、半円形の回転要素を有する本体に複数の把持要素を具備する義手が公知である。回転ばねは、ベースプレートと取付プレートとの間に設けられており、モータで駆動される複数の把持要素を有する本体を中立位置に保つ。移動可能なロックプレートによって、本体を種々の角度位置にロックすることができる。

本発明の課題は、義手ができるだけ自然な外観を提供するように、義手を改善することである。

上記課題は、本発明に基づき、請求項１の特徴を有する義手によって解決される。本発明の好都合な実施の形態は、従属請求項に記載されている。

本発明に係わる義手であって、本体と、義手を腕の断端に取り付けるための複数の連結要素と、義手を連結要素に対し相対的に屈曲および伸展するための少なくとも１つの関節とを有し、本体は、ばね力に抗して、中立位置に保たれていてなる義手は、少なくとも１つのばね要素が、本体に関連して設けられており、この本体は、累進的なばね特性を有し、屈曲角度または伸展角度の増大につれて、増大する反力を与えることを意図する。義手のできるだけ自然な外観を得るためには、自然の手の外観を、機能においても外見においてもできるだけ自然に忠実に模倣して、義手着用者に受け入れられ易くすることが意図される。人または物体との接触の際に、人工の身体部分の印象が生じることがないようにするには、補装具の表面にある、補装具のすべての部分の、その軟らかな成形、ならびに、手へのおよび特に手の関節の区域への、弾性的な部分の適切な組み入れが必要である。この場合、義手の関節自体は、少なくとも１つのばね要素によって中立位置または出発位置に保たれる緩い関節として形成されている。このばね要素は、本体に関連して設けられており、この本体を、他の関節部分、特に、連結要素、あるいは他の関節部分とばね要素の間に設けられた構成要素に対し突っ張っている。この場合、ばね要素は、屈曲角度または伸展角度の増大につれて、累進的なばね特性が存在するように、形成されている。それ故に、手の中立位置で、軟らかい特性が可能であり、中立位置内のおよびこの中立位置の回りの僅かな角度範囲での容易な可動が可能である。手の本体の各々の最終位置に対して、増大した反力が与えられる。その目的は、運動限界位置における酷い打撃を回避するためである。このことは、義手の自然な特性を増大させる。

ばね要素は、伸展方向および屈曲方向に作用するトーションばねとして形成されていてもよい。この代わりに、各々のばね要素は、伸展および屈曲に抗して作用してもよく、連続的に作用する複数のばね構成要素によって、ばね要素が形成されていてもよい。同様に、ばね要素が、エラストマー部材として形成されていることも可能である。このエラストマー部材は、屈曲角度または伸展角度に従って、屈曲用関節を中心とした回転に、増大した特に累進的なばね力を対抗させる。１つのまたは複数のばね要素は、交換可能に形成されていてもよい。その目的は、各々の義手へのまたは補装具着用者の要求への適合を可能にするためである。

屈曲および伸展のみのほかに、本体が、義手のできるだけ自然な外観のために手の関節に他の運動構成部材を設けることができるように、腕の断端の縦方向に対し実質的に平行に延びている軸を中心として回転自在に取り付けられていることが意図されている。

物体の把持の後に物体を持ち上げてかつ保持することができるために、関節を選択した位置に停止させる停止装置が、関節に設けられていることが意図されている。この停止装置は、屈曲・伸展用の関節のためにおよび回転式の関節のために用いられる。基本的には、このような停止装置を、別個に、義手に組み込むことができ、前記ばね特性または調整装置がなくてもよい。この場合、停止装置は、特に、関節を停止させるために互いに係合可能である対の冠歯車を有する。このことは、容易な解除性および非常に細かな角度分割という利点を有する。それ故に、義手は、任意のほぼ如何なる角度位置でも停止可能である。

義手のできるだけ自然な感じを提供することができるように、屈曲・伸展用の関節は、本体の中指区域に設けられている。停止機能のための機構を、ボールペンの場合のように、一度の操作によってオンにし、繰り返しの操作によってオフにすることができる。停止装置の操作は、手動で押しボタンによってまたは電気的な作動可能な駆動ユニットによって操作することができる。

腕の断端の縦方向に対し斜めの角度、特に鈍角での、屈曲・伸展用の関節の関節軸の整列によって、義手の屈曲のおよび同時的な外転の特性が組み合わされる。このことは、日々の仕事の大部分にとって好都合である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施の形態を詳述する。図１には、本体１０１を有する義手１００が、全体平面図で示されている。本体は、関節手段１０を介して、回動軸４を中心として、屈曲方向および伸展方向に回動可能に取り付けられている。関節手段１０（以下、関節という）は、手の本体１０１に取り付けるための取付プレート１を有する。更に、関節１０には、義手１００を複数の取付手段により腕の断端と連結するためのハウジング２００が形成されている。ハウジング２００は、連結要素２を介して、取付プレート１に結合されていることが可能である。同様に、ハウジング２００従ってまた義手１００が、軸５を中心とした回転運動を可能にすることが意図されている。回転軸５は、前腕シャフトの縦方向に対し実質的に平行に向けられている。屈曲用および伸展用回動軸４が、回転軸５と直交している。

関節１０の側方には、関節１０の内部に設けられた停止装置のための弾性的な操作手段６が設けられている。操作手段６によって、手の本体１０１を、選択された角度位置でロックすることができる。同様に、手の本体１０１を、新たな操作によって、ロックされた位置からロック解除位置へ移行させることができる。

図２には、本体１０１および取付プレート１を有する義手１００が、側面図で示されている。この取付プレートには、手の本体１０１が、複数の孔１４および適切な取付手段を介して取り付けられている。図２では、義手１００は中立位置にあり、二重矢印によって示すように、伸展運動を反時計回りにおよび屈曲運動を時計回りに実行することができる。複数の指を、本体１０１またはハウジング２００内のモータによって、別個にまたは纏めて駆動することができる。義手１００は、関節１０に設けられたばね要素によって、中立位置に保たれる。このことによって、手の本体１０１の、中立位置への容易な可動が可能である。

図３には、この図には示されていない義手の取付プレート１が、円形のフレーム１１と共に示されている。取付プレート１には、義手の複数の他の構成要素を取り付けるための複数の孔１４が形成されている。同様に、中心孔１３が、連結要素２のセンタピン(Drehzapfen)２３を収容するために、フレーム１１の中心点に形成されている。連結要素２と、取付プレート１との、または本体１０１の対応の要素との間には、エラストマー部材の形態をとるばね要素３が設けられている。ばね要素３は、中心孔３３を有する。センタピン２３は、取り付けられた状態では、中心孔に挿入されている。センタピン２３は、取り付けられた状態では、取付プレート１の孔１３に突入している。

連結要素２自体は、義手を腕の断端に保持するための取付部分にまたはハウジング２００に取り付けられていることができる。この連結要素に、回転スリーブ４１を保持するピン２１が設けられており、または形成されている。取付プレート１には、同様に、図３には見えないピン１２も形成されている。このピンは、向かい合う回転スリーブ４２を保持する。回転スリーブ４１，４２は、ばね要素３の表面に載っており、表面に沿って走行することが可能である。

図４には、義手の、中立位置にある関節１０が、断面図で示されている。２つの回転スリーブ４１，４２は、各々の支持ピン２１，１２に接触して設けられており、向かい合うようにしてばね要素３の湾曲部３４に接触している。ばね要素３は、取付プレート１に形成された円形のフレーム１１に嵌め込まれている。ばね要素３の外周面は、部分的に、フレーム１１の内郭に対応する。ここには、ばね要素３は、鏡面対称的に形成されている。それ故に、伸展方向および屈曲方向に、同一のばね定数がある。このことは、使用目的に応じて変えられる。それ故に、伸展および屈曲の際には、異なったばね力が存する。ばね要素には、ばね特性に影響を及ぼす複数の開口部３５が形成されている。開口部３５が大きくなればなるほど、中立位置の区域域での義手の取付は、一層軟らかい。

断面図の図５では、フレーム１１が、回転スリーブ４２のための支持ピン１２と同様に、取付プレート１と一体的に形成されていることが、認められる。連結要素２には、センタピン２３と同様に、支持ピン２１が一体的に形成されている。

義手１００が、図６に示すように、取付プレート１と共に、連結要素２に対し相対的に回転されるとき、支持ピン２１，１２も、相対して移動する。ここでは一体的なエラストマー部材として形成されているばね要素３は、圧縮される。ばね要素３の実施の形態によって、累進的なばね特性を得ることができる。このことを、ばね要素３内部に挿入されている複数の構成要素によって、および回転角度に従ってのこれらの構成要素の連続的な操作によって、あるいは適切なプロファイルによって行なうことができる。図３に示されている中立位置では、ばね要素３は、比較的軟らかいばね特性を有する。それ故に、義手１００は、自然の手と同様に、前腕が動く際に、比較的緩く共に揺動する。湾曲部３４によって、中立位置の選好位置(Vorzugslage)が引き起こされる。それ故に、義手１００は、ばね要素３の復元力により、常に、中立位置に戻される。義手１００が、連結要素２に対し相対的に回転されればされるほど、ばね要素３によって反力が増大される。このことによって、最終停止手段への強いぶつかりが回避される。このことは、自然の運動過程および手の外観に対応し、更に、義手１００の複数の機械的な構成要素を保護する。

ばね要素３の一体的な構成の代わりに、ばね要素が、複数の別個のばね要素から形成されていてもよい。例えば、伸展および屈曲のために、種々のばね要素が用いられてもよい。このとき、義手は、２つのばねによって、中立位置に保たれる。

図７は、ハウジング２００に取り付けられている停止装置７を詳細に示す。停止装置７の内部には、手の本体１０１を取り付けるための取付プレートすなわちベースプレート１が設けられている。停止装置７の図示した実施の形態では、前記ばね要素は示されていない。しかしながら、ばね要素３の平らな構成の故に、停止装置７内の、またはハウジング２００への取付の際の容易な組み込みが可能である。

ハウジング２００には、放射状に(radial)取り囲むウェブ２０２を有する外歯２０１が形成されている。外歯２０１とウェブ２０２の間の自由空間に、内歯リング７３が挿入される。この内歯リングは、本体１０１と共に、ベースプレート１に対し相対的に回転される。回転は、軸受の複数のボール８によって得られる。これらのボールは、内歯リング７３およびベースプレート１の軸受ハウジング７９内の、対応のボール軌道で走行する。シールリング９が、ハウジング２００と軸受ハウジング７９の間のシールとして用いられる。軸受ハウジング７９の内部には、ベースプレート１の区域に、内歯１７が形成されている。内歯リング７３へは、外歯および冠歯車を有する冠歯車ディスク７２が係合する。この冠歯車ディスク７２は、関節がロックされた際には、取り付けられた状態で、向かい合っている第２の冠歯車ディスク７１に係合している。後者の冠歯車ディスクは、同様に、外歯を有し、軸受ハウジング７９の内歯に係合する。冠歯車ディスク７１，７２は、ばねリング８０および円板ばね２６を介して相互に押圧されて、係合状態に保たれる。円板ばね２６は、操作手段としての弾性的なキャップ６に対し、プレッシャキャップ７７を介して突っ張っている。弾性的なキャップ６は、保持リング１６によって、ベースプレート１従ってまた軸受ハウジング７９に液密にロックされる。円板ばね２６およびばねディスク８０は、プレッシャディスク８１，８２を介して、冠歯車ディスク７１、７２に突っ張っている。

冠歯車ディスク７１，７２の内部には、解除機構が設けられている。この解除機構は、操作の際に、冠歯車ディスク７１，７２を軸方向に引き離す。プレッシャキャップ７７は、ハウジング２００の方向に動かされることができ、圧力スリーブ７６を、ハウジング２００の方向に動かす。圧力スリーブの中で、解除ピン７５およびボール７８が案内されている。円板ばね２６は、プレッシャディスク８２を、ハウジング２００の方向に、力によって、圧力スリーブ７６の回りに設けられた解除スリーブ７４へ押圧する。解除スリーブ７４は、取り囲むウェブを有する。このウェブは、冠歯車ディスク７１と７２の間に突入していて、形状によって、内歯リング７３に関連して設けられた冠歯車ディスク７２に係合することができる。ボール７８は、圧力スリーブ７６の内部に案内されていて、解除ピン７５へ係合する。解除ピンには（in der）、軌道ガイドが、ボールペンの場合のように、ハート形曲線の延びの形態で形成されている。プレッシャキャップがハウジング２００の方向に動かされるとき、円形ばね２６は、プレッシャディスク８２を介して、解除スリーブ７４を押圧し、冠歯車ディスク７２を、冠歯車ディスク７１から軸方向に引き離す。それ故に、関節軸４を中心とした回転が生じることが可能である。プレッシャキャップ７７を更に押すと、予圧下にある円板ばね２６がハウジングの方向に移動し始める。停止している解除ピン７５上にあるボール７８が、ハート形に形成された軌道ガイドに沿って、固定式のハウジングの方向に案内され、圧力スリーブ７６が、ボール７８によって、解除ピン７５に保持されていることを引き起こす。従って、軸４を中心とした回転が可能である。

プレッシャキャップ７７の新たな操作によって、ボール７８は、解除ピン７５の軌道ガイドの中で更に動かされる。ボール７８を停止する死点から動かして出すことによって、解除スリーブ７４が、図８に示したロックされた位置へ戻る。機構は、ボールペンまたはノック・ノック式の要素（Push-Push-Element）に類似して機能する。

停止装置７の同じ機構を、回転軸５を中心とした回転のロックの場合でもロック解除の場合でも、実現することができる。

義手を全体平面図で示す。 図１に示す義手を側面図で示す。 義手の関節の分解斜視図を示す。 中立位置にある義手の関節の断面図を示す。 図４の線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。 ６０°だけ回転した位置にある、図４に示す図を示す。 屈曲停止装置の、切断された分解斜視図を示す。 組み立てられた状態にある図７に示す屈曲停止装置の、その断面図を示す。

Claims (11)

1. 義手であって、本体と、この義手を腕の断端に取り付けるための複数の連結要素と、この義手を前記連結要素に対し相対的に屈曲および伸展するための少なくとも１つの関節とを有し、前記本体は、ばね力に抗して、中立位置に保たれる義手において、
   少なくとも１つのばね要素（３）が、前記本体（１；１０１）に関連して設けられており、この本体は、累進的なばね特性を有し、屈曲角度または伸展角度の増大につれて、増大する反力を与えることを特徴とする義手。
2. 前記ばね要素（３）は、トーションばねとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の義手。
3. 各々のばね要素は、伸展または屈曲に抗して作用することを特徴とする請求項１または２に記載の義手。
4. 前記ばね要素（３）は、エラストマー部材として形成されていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の義手。
5. 前記ばね要素（３）は、複数の単独ばねからなっていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の義手。
6. 前記ばね要素（３）は、交換可能であることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の義手。
7. 前記本体（１；１０１）は、屈曲および伸展のほかに、前記腕の断端の縦方向に対し実質的に平行に延びている軸（５）を中心として回転自在に取り付けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の義手。
8. 前記関節（１０）を選択した位置に停止させる停止装置（７）が、前記関節（１０）に設けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の義手。
9. 前記停止装置（７）は、前記関節（１０）に関連して設けられており、かつ前記関節を停止させるために互いに係合可能である対の冠歯車（７１，７２）を有することを特徴とする請求項８に記載の義手。
10. 屈曲・伸展用の前記関節（１０）の前記本体（１；１０１）の軸（４）が中指の区域に設けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の義手。
11. 前記関節の前記軸（４）は、前記腕の断端の縦方向に対し鈍角で向けられていることを特徴とする前記すべての請求項のいずれか１に記載の義手。

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