JP2019098072A

JP2019098072A - 関節継手

Info

Publication number: JP2019098072A
Application number: JP2017235490A
Authority: JP
Inventors: 和弘亀田; Kazuhiro Kameda
Original assignee: KEIAI ORTHOPEDIC APPLIANCE CO Ltd
Current assignee: KEIAI ORTHOPEDIC APPLIANCE CO Ltd
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2019-06-24

Abstract

【課題】継手が一の方向に回動するときは全体に均等に制動がかかり、極力軸方向の厚みを抑えた上で必要な制動力を制御することができる関節継手を提供する。【解決手段】関節継手１は、下連結アーム６０が、外側ブレーキライニング１７０および内側ブレーキライニング１８０に挟持され、外側ブレーキライニング１７０および内側ブレーキライニング１８０は、ラチェット歯付押板７０および押板１５０に挟持され、下連結アーム６０、外側ブレーキライニング１７０、内側ブレーキライニング１８０、ラチェット歯付押板７０および押板１５０は、同軸にて回動可能に配置され、ラチェット歯付押板７０が回動するときは、下連結アーム６０は、ラチェット歯付押板７０等と一体に回動し、ラチェット歯付押板７０が回動しないときは、下連結アーム６０は、外側ブレーキライニング１７０および内側ブレーキライニング１８０の摩擦抵抗を受けながら回動する。【選択図】図４

Description

本発明は、身体の関節の補助具に関するものであり、詳しくは、補助具を作動するための継手に関するものである。

脳卒中片麻痺となり片足の麻痺が重度な患者の歩行訓練に用いられる装具の一つとして、長下肢装具が挙げられる。麻痺した脚に体重をかけても膝で支えることができず、立位を保持できない状態を膝折れという。長下肢装具は、膝の位置にある継手から伸びる支柱が大腿部と下腿部を支え、継手をロックすることによって膝折れを防止することができる。そのため、長下肢装具を装着することによって、脳卒中片麻痺の治療初期から歩行等の回復訓練を行い、効率的に機能回復を図ることができる。

継手は、立脚状態からある程度の角度まで膝を曲げた時点で継手がロックされるダイヤルロック式が一般的に用いられる。ダイヤルロック式は、ロックする角度を自由に調節できるという利点があるものの、ロックしたときの衝撃が大きく、膝関節にダメージを与える場合がある。そこで、継手にブレーキ機構を設けて、膝関節の衝撃を最小限にとどめながら膝折れを防止する長下肢装具が提案されている。特許文献１は、ワンウェイクラッチの外周において連動する環状体が、当該環状体の周囲に配した環状摩擦体によって制動される機構を有し、かつ、環状体に対する環状摩擦体の締め付けを自在にし、制動力を調整可能とする継手を開示するものである。

特開２００３−２９９６８０号公報

ワンウェイクラッチを内蔵した継手は、環状摩擦体の締め付けに制動力を調整できるものの、環状摩擦体の締め付けによる負荷は、環状摩擦体の断面が真円ではないため、ワンウェイクラッチに均等にはかからず、制動が不安定になるおそれがある。また、ワンウェイクラッチの制動力の基礎となるトルク容量は、ワンウェイクラッチ本体の軸方向の厚みに比例する。そのため、膝の伸展時に必要とされる制動力を持ったワンウェイクラッチを内蔵した膝関節継手は、ワンウェイクラッチ本体のみならず、ワンウェイクラッチを支持する部材の大型化が不可避であった。

そこで、本発明は、継手が一の方向に回動するときは全体に均等に制動がかかり、極力軸方向の厚みを抑えた上で必要な制動力を制御することができる関節継手を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、上連結アームに対して下連結アームが回動可能に支持される関節継手において、前記下連結アームは、外側ブレーキライニングおよび内側ブレーキライニングに挟持され、さらに、前記外側ブレーキライニングおよび前記内側ブレーキライニングは、ラチェット歯付押板および押板に挟持され、前記下連結アーム、前記外側ブレーキライニング、前記内側ブレーキライニング、前記ラチェット歯付押板および前記押板は、同軸にて回動可能に配置され、前記ラチェット歯付押板が回動するときは、前記下連結アームは、前記外側ブレーキライニング、前記内側ブレーキライニング、前記ラチェット歯付押板および前記押板と一体に回動し、前記ラチェット歯付押板が回動しないときは、前記下連結アームは、前記外側ブレーキライニングおよび前記内側ブレーキライニングの摩擦抵抗を受けながら回動することを特徴とする。

請求項１の構成によって、本発明の関節継手は、長下肢装具の支柱に適用されたときに、外側ブレーキライニングおよび内側ブレーキライニングによる摩擦力が適度な制動となって、長下肢装具の装着者の膝折れを防止できる。

本発明の関節継手を採用した長下肢装具の支柱の全体図である。本発明の関節継手の正面図である。本発明の関節継手のラチェット歯付押板の周辺の詳細図である。本発明の関節継手の概略断面図である。本発明の関節継手の分解図である。

以下、本発明について、実施するための形態を図面にしたがって説明する。

図１は、左脚用の長下肢装具の外側用の支柱の全体図であり、（ａ）は脚側から見た正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。支柱は、膝用の関節継手１と、上アーム２と、下アーム３から構成される。長下肢装具は、外側の支柱と内側の支柱がカフで繋がり、上アーム２を大腿側、下アーム３を下腿側として、カフは下肢に固定される。図１の支柱は、膝が伸展した状態を示し、膝の屈曲に合わせてボルト１０を軸として下アーム３が反時計回りに回動可能となっている。

図２は、関節継手１の正面図である。上アーム２は、中間アーム２０とリベット３０によってかしめられる。中間アーム２０は、上外側連結アーム４０と、図示しない上内側連結アーム５０によって挟持される。上外側連結アーム４０と上内側連結アーム５０の間には、下連結アーム６０やラチェット歯付押板７０等が配置される。上外側連結アーム４０、上内側連結アーム５０、下連結アーム６０およびラチェット歯付押板７０は、いずれもボルト１０が挿通される。関節継手１は、中間アーム２０、上外側連結アーム４０および上内側連結アーム５０からなる上連結アームに対して下連結アーム６０が回動可能に支持される構成となっており、ボルト１０を軸として蝶番状に回動する。下アーム３は、下連結アーム６０とリベット８０によってかしめられる。

関節継手１は、リング９０を備え、下アーム３の回動をロックすることができる。リング９０を下腿側にスライドし、下連結アーム６０の爪部６１がリング９０に係止することによって、下アーム３は、膝が伸展した状態で固定される。リング９０は、ボールプランジャー１００に係止され、下連結アーム６０をロックする際にもアンロックする際にも、ボールプランジャー１００を押し込みながらスライドする。ボールプランジャー１００の抵抗によって、下連結アーム６０の意図しないロックやアンロックが防止される。

図３はラチェット歯付押板７０の周辺の詳細図である。本発明のラチェット歯付押板７０は、長円状のボルト孔７１と歯車７２とを備え、ボルト孔７１を軸として回動する。ボルト孔７１は、ボルト１０が挿通されるとともに、ボルト１０によって係止される。ボルト１０はラチェット歯付押板７０が回動するときは、ラチェット歯付押板７０とともに回動する。関節継手１は、歯車７２に当接するキー１１０と、キー１１０に弾性を付与するコイルバネ１２０と、コイルバネ１２０を支持するブロック１３０を備える。図３の状態にあるラチェット歯付押板７０は、一方向にのみ回動可能である。具体的には、ラチェット歯付押板７０は、コイルバネ１２０の付勢に抗しながら歯車７２がキー１１０を押し込んで、正面視において、時計回りに回動することができる。他方、歯車７２がキー１１０に係止されるため、反時計回りには回動しない。

図４は関節継手１の概略断面図である。ラチェット歯付押板７０は、ボルト１０とナット１４０の締め付けによって、押板１５０とともに下連結アーム６０を挟持する。このとき、ナット１４０とラチェット歯付押板７０の間に、小ワッシャー１６０が配置されることによって、ナットの締め込み面圧をラチェット歯付押板７０に均等に伝達することができる。また、ラチェット歯付押板７０と下連結アーム６０の間には外側ブレーキライニング１７０が、押板１５０と下連結アーム６０の間には内側ブレーキライニング１８０が配置される。換言すると、下連結アーム６０は、外側ブレーキライニング１７０および内側ブレーキライニング１８０に挟持され、さらに、外側ブレーキライニング１７０および前記内側ブレーキライニング１８０は、ラチェット歯付押板７０および押板１５０に挟持される。下連結アーム６０、外側ブレーキライニング１７０、内側ブレーキライニング１８０、ラチェット歯付押板７０および押板１５０は、ボルト１０を軸として同軸にて回動可能に配置される。ボルト１０を軸として回動するラチェット歯付押板７０および押板１５０は、上外側連結アーム４０および上内側連結アーム５０に外側から挟持されるが、上外側連結アーム４０および上内側連結アーム５０に対しては抵抗なく回動することができる。

長下肢装具の支柱に図３のラチェット歯付押板７０を備える本発明の関節継手１を採用すると、膝が伸展するときは、ラチェット歯付押板７０の時計回りの回動に抗するのはコイルバネ１２０の弾性力のみである。そのため、僅かな力で下連結アーム６０を時計回りに回動させることができる。このとき、ラチェット歯付押板７０は外側ブレーキライニング１７０の摩擦抵抗により、下連結アーム６０と一体に回動し、押板１５０もまた内側ブレーキライニング１８０の摩擦抵抗により、下連結アーム６０と一体に回動する。他方、膝が屈曲するときは、ラチェット歯付押板７０は、歯車７２とキー１１０の噛み合いによって反時計回りの回動が阻害されるため、反時計回りに回動しようとする下連結アーム６０は、外側ブレーキライニング１７０および内側ブレーキライニング１８０の摩擦抵抗を受ける。そのため、下連結アーム６０に当該摩擦抵抗による摩擦力を超える力が加えられたときに初めて下連結アーム６０は反時計回りに回動する。本発明の関節継手１は、長下肢装具の支柱に適用されたときに、外側ブレーキライニング１７０および内側ブレーキライニング１８０による摩擦力が適度な制動となって、長下肢装具の装着者の膝折れを防止できる。

なお、ナット１４０は、ボルト１０のねじ山に摩擦力を加えて自由回転を阻害するための緩み止め機構が備えられることが好ましい。ナット１４０が当該機構を備えることによって、締め付け圧が安定するとともに、締め付け圧の調整によって下連結アーム６０な制動を制御することができる。

図５は関節継手１の分解図である。リング９０等、一部の部材は省略してある。上外側連結アーム４０とラチェット歯付押板７０の間に、図４には図示していない外側ワッシャー１９０を挟むことができる。同様に、上内側連結アーム５０と押板１５０との間に、図４には図示していない内側ワッシャー２００を挟むことができる。外側ワッシャー１９０および内側ワッシャー２００を挟むことにより、関節の自由回動時に、ラチェット歯付押板７０および押板１５０の回動が滑らかになる。関節継手１の各部の配置は、ボルト１０の頭部１１の側から、上内側連結アーム５０、内側ワッシャー２００、押板１５０、内側ブレーキライニング１８０、下連結アーム６０、外側ブレーキライニング１７０、ラチェット歯付押板７０、外側ワッシャー１９０、上外側連結アーム４０の順となる。また、下連結アーム６０と同水準に中間アーム２０が、ラチェット歯付押板７０の歯車７２と同水準にキー１１０、コイルバネ１２０およびブロック１３０が配置される。なお、ボルト１０の頭部１１は長円状に形成され、押板１５０は頭部１１を係止可能に形成される。そのため、押板１５０はボルト１０が回動するときは、ボルト１０とともに回動する。

関節継手１は、レバー２１０を備える。レバー２１０は、レバーピン２２０とレバーボルト２３０を備え、レバーボルト２３０を軸として回動可能である。レバーピン２２０は、上外側連結アーム４０に設けられたＬ字状のスリット４１に挿通される。レバーボルト２３０は、上外側連結アーム４０に設けられた長孔状のボルト孔４２に挿通され、キー１１０に螺着される。レバーピン２２０の移動はスリット４１の形状に拘束され、コイルバネ１２０の付勢により、スリット４１の下腿側の先端に常時位置するが、コイルバネ１２０の付勢に抗して移動することができる。レバー２１０を操作してレバーピン２２０をコイルバネ１２０が収縮する方向に移動させ、さらにレバー２１０を回動してレバーピン２２０をスリット４１のオフセットの位置に係止させることによって、コイルバネ１２０が収縮した状態を維持することができる。このとき、ラチェット歯付押板７０は自由に回動可能となり、本発明の関節継手１を備えた長下肢装具の装着者は、膝の屈伸が自由になる。本発明の関節継手１は、ラチェット歯付押板７０の回動を自由にすることによって、関節を自由に回動させる回復訓練にも適用が可能である。

上内側連結アーム５０、中間アーム２０、ブロック１３０および上外側連結アーム４０の固定には、六角穴が設けられたボルト２４０、およびリベット２５０を用いる。これらとは別途に、上内側連結アーム５０および中間アーム２０の接続には、リベット２５０より小型の打込鋲２６０を用いる。

上内側連結アーム５０は、ボルト孔５１、鋲孔５２、小リベット孔５３およびプランジャー孔５４が設けられる。また、中間アーム２０は、ボルト孔２１、鋲孔２２、小リベット孔２３、大リベット孔２４およびプランジャー孔２５が設けられる。中間アーム２０の大リベット孔２４はリベット３０が挿通される。また、下連結アーム６０は大リベット孔６２が設けられ、大リベット孔６２はリベット８０が挿通される。上内側連結アーム５０と中間アーム２０の間に、図４には図示していない調整板２７０を挟むことができる。調整板２７０は、ボルト孔２７１、鋲孔２７２、小リベット孔２７３、およびプランジャー孔２７４が設けられ、下連結アーム６０と中間アーム２０の水準合わせに用いる。また、打込鋲２６０を、上内側連結アーム５０の鋲孔５２、調整板２７０の鋲孔２７２および中間アーム２０の鋲孔２２に挿通する。打込鋲２６０は、軸部が螺旋状に加工されており、上内側連結アーム５０から中間アーム２０が脱落することを防止する。

ブロック１３０は、ボルト孔１３１、小リベット孔１３２およびプランジャー孔１３３が設けられる。ブロック１３０のプランジャー孔１３３は図４に図示の通り貫通しない。上外側連結アーム４０は、先述のスリット４１およびボルト孔４２に加えて、丸皿状のボルト孔４３、および小リベット孔４４が設けられる。ボルト２４０を、上外側連結アーム４０のボルト孔４３、ブロック１３０のボルト孔１３１、中間アーム２０のボルト孔２１、調整板２７０のボルト孔２７１および上内側連結アーム５０のボルト孔５１に挿通し、螺着し、さらに、リベット２５０を、上外側連結アーム４０の小リベット孔４４、ブロック１３０の小リベット孔１３２、中間アーム２０の小リベット孔２３、調整板２７０の小リベット孔２７３および上内側連結アーム５０の小リベット孔５３に挿通し、かしめることによって、上外側連結アーム４０から上内側連結アーム５０までが固定される。ボールプランジャー１００は、ブロック１３０から上内側連結アーム５０まで挿通され、先端が上内側連結アーム５０のプランジャー孔５４から脚側に突出する。

本発明の関節継手１は、膝関節用の支柱として実施例に示した上アーム２および下アーム３との接続に限定されるものではなく、肘関節用、またはその他の関節用の支柱にも適用可能である。

１…関節継手。
２…上アーム、３…下アーム。
１０…ボルト、１１…頭部。
２０…中間アーム、２１…ボルト孔、２２…鋲孔、２３…小リベット孔、２４…大リベット孔、２５…プランジャー孔。
３０…リベット。
４０…上外側連結アーム、４１…スリット、４２…ボルト孔、４３…ボルト孔、４４…小リベット孔。
５０…上内側連結アーム、５１…ボルト孔、５２…鋲孔、５３…小リベット孔、５４…プランジャー孔。
６０…下連結アーム、６１…爪部、６２…大リベット孔。
７０…ラチェット歯付押板、７１…ボルト孔、７２…歯車。
８０…リベット。
９０…リング。
１００…ボールプランジャー。
１１０…キー。
１２０…コイルバネ。
１３０…ブロック、１３１…ボルト孔、１３２…小リベット孔、１３３…プランジャー孔。
１４０…ナット。
１５０…押板。
１６０…小ワッシャー。
１７０…外側ブレーキライニング。
１８０…内側ブレーキライニング。
１９０…外側ワッシャー。
２００…内側ワッシャー。
２１０…レバー。
２２０…レバーピン。
２３０…レバーボルト。
２４０…ボルト。
２５０…リベット。
２６０…打込鋲。
２７０…調整板、２７１…ボルト孔、２７２…鋲孔、２７３…小リベット孔、２７４…プランジャー孔。

Claims

上連結アームに対して下連結アームが回動可能に支持される関節継手において、
前記下連結アームは、外側ブレーキライニングおよび内側ブレーキライニングに挟持され、
さらに、前記外側ブレーキライニングおよび前記内側ブレーキライニングは、ラチェット歯付押板および押板に挟持され、
前記下連結アーム、前記外側ブレーキライニング、前記内側ブレーキライニング、前記ラチェット歯付押板および前記押板は、同軸にて回動可能に配置され、
前記ラチェット歯付押板が回動するときは、前記下連結アームは、前記外側ブレーキライニング、前記内側ブレーキライニング、前記ラチェット歯付押板および前記押板と一体に回動し、
前記ラチェット歯付押板が回動しないときは、前記下連結アームは、前記外側ブレーキライニングおよび前記内側ブレーキライニングの摩擦抵抗を受けながら回動することを特徴とする関節継手。