JP2021058318A - 義足の足部及び義足 - Google Patents

Abstract

【課題】足部のサイズを簡便に変更できるようにした義足を提供する。【解決手段】義足の足部であって、第１固定部と、義足のソケット又は膝部と接続する接続部とが設けられている踵部と、第１固定部と結合される第２固定部と、踵部における義足の足先側の端部が挿入される挿入孔とを有する足先部とを備え、第１固定部及び第２固定部は、足部の長手方向における第１固定部と第２固定部との位置関係を調節して結合可能に形成されている、義足の足部及び義足を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、義足の足部及び義足に関する。

義足は、装着しているユーザの負担を軽減しつつ、より自然な歩行動作ができるように、種々の機能及び構成を備えたものが知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。

特表２０１７−５１７３１３号公報 特表２０１７−５２２１０２号公報

しかしながら、ユーザの足のサイズはそれぞれ異なるので、足のサイズに合わせてユーザ毎に対応して義足を作らなければならず、製作時間、コスト等がかかるという問題が生じていた。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、義足の足部を簡便にサイズ変更できるようにすることを目的とする。

本発明の第１の態様においては、義足の足部であって、第１固定部と、前記義足のソケット又は膝部と接続する接続部とが設けられている踵部と、前記第１固定部と結合される第２固定部と、前記踵部における前記義足の足先側の端部が挿入される挿入孔とを有する足先部とを備え、前記第１固定部及び前記第２固定部は、前記足部の長手方向における前記第１固定部と前記第２固定部との位置関係を調節して結合可能に形成されている、義足の足部を提供する。

前記踵部及び前記足先部の少なくとも一方は、前記義足のユーザの左右の靴に共通する形状に対応した対称形状を有してもよい。前記第１固定部は、前記足部の長手方向に複数の穴部が配列されている結合部材を有し、前記第２固定部は、前記第１固定部の複数の前記穴部のうち少なくとも一つの前記穴部に取り付けられる取付部を有してもよい。

前記足先部は弾性を有し、前記挿入孔とは異なる１又は複数の調整孔を更に有してもよい。１又は複数の前記調整孔の少なくとも一部は、前記挿入孔と平行な方向に延びていてもよい。前記第１固定部は、前記接続部に取り付けられており、前記第１固定部は、前記接続部よりも強度が低い金属で形成されていてもよい。

前記踵部は、前記接続部及び前記第１固定部が第１面に設けられた第１板部と、前記第１板部の前記第１面と反対側の第２面側に設けられた第２板部とを有してもよい。前記第１板部の端部が、前記第１固定部と前記第２固定部との位置関係に基づいて定まる位置まで前記挿入孔に挿入されてもよい。

前記第１板部は、弾性を有する材料で形成されており、前記第２板部は、曲面を有し、踵側の端部における前記第１板部との距離が足先側の端部における前記第１板部との距離よりも大きく形成されていてもよい。

本発明の第２の態様においては、ユーザの体の一部に取り付けられるソケットと、前記義足のソケット又は前記ソケットに接続されている膝部と接続されている、第１の態様の前記義足の足部とを備える、義足を提供する。

本発明によれば、義足の足部を簡便にサイズ変更できるという効果を奏する。

本実施形態に係る義足１０の構成例を示す。 本実施形態に係る足部４０の構成例を示す。 本実施形態に係る足部４０の断面図の一例を示す。 図２に示す踵部１００が足先部２００から取り外された状態の構成例を示す。 本実施形態に係る踵カバー部１４２及び足先部２００の断面形状の一例を示す。 本実施形態に係る足部４０の平面図の一例を示す。 本実施形態に係る足部４０の右側面図の一例を示す。 本実施形態に係る足部４０の左側面図の一例を示す。 本実施形態に係る足部４０の底面図の一例を示す。 本実施形態に係る足部４０の正面図の一例を示す。 本実施形態に係る足部４０の背面図の一例を示す。

＜義足１０の構成例＞
図１は、本実施形態に係る義足１０の構成例を示す。義足１０は、例えば、ユーザが失った足の歩行機能及び外見等を補うように用いられる。なお、図１は、大腿部を切断したユーザが使用する大腿義足の例を示すが、これに限定されることはなく、義足１０は、下腿義足であってもよい。義足１０は、ソケット２０と、膝部３０と、足部４０とを備える。

ソケット２０は、ユーザの体の一部に取り付けられる。ソケット２０は、例えば、ユーザの切断された足の断端に対応して設けられており、ユーザの足に取り付けられる。ソケット２０は、一例として、樹脂等を含む。

膝部３０は、ソケット２０と足部４０との間に設けられている。膝部３０は、足部４０に設けられている接続部に接続され、足部４０を可動としつつ固定する。なお、下腿義足の場合、このような膝部３０は不要であり、ソケット２０と足部４０に設けられている接続部とが接続される。足部４０は、ユーザの靴５０等が取り付けられる。足部４０については、後述する。

以上の義足１０は、種々の機能及び構成を備えたものが知られている。例えば、ＣＰＵ等が搭載され、ユーザの歩行動作を検出して歩行を補助する機能等を有する義足１０が知られている。このような義足１０は、ユーザの足のサイズに合わせて、ユーザ毎に対応して義足を作らなければならない。したがって、義足１０が高機能化することにより、義足１０の製作時間、コスト等がよりかかってしまうという問題が生じていた。

そこで、本実施形態における足部４０は、ユーザの足のサイズに対応して大きさが調節可能に構成され、義足１０の製作時間及びコスト等を低減させる。このような足部４０について、次に説明する。

＜足部４０の構成例＞
図２は、本実施形態に係る足部４０の構成例を示す。図３は、図２に示す足部４０のＡ−Ａ断面図の一例を示す。なお、図２及び図３において、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸として示す。足部４０は、踵部１００と足先部２００とを備える。図２及び図３は、足先部２００が踵部１００に挿入されており、踵部１００及び足先部２００が一体となって足部４０を構成している例を示す。図４は、足先部２００が踵部１００から取り外された状態の構成例を示す。このような足先部２００は、足部４０の長手方向において、位置関係が調節可能に固定される。

踵部１００は、義足１０のソケット２０又は膝部３０と接続される。踵部１００は、足先部２００と結合されて、足部４０を構成する。踵部１００は、第１板部１１０と、接続部１２０と、第１固定部１３０と、第２板部１４０とを有する。

第１板部１１０は、足部４０の踵から足先に向かう長手方向に延伸する板状の部材である。図２及び図３は、足部４０の長手方向がＸ軸と略平行な方向であり、足部４０の短手方向がＹ軸と略平行な方向である例を示す。第１板部１１０は、例えば、カーボン等の弾性を有する材料で形成されている。第１板部１１０の第１面には、接続部１２０及び第１固定部１３０が設けられている。ここで、第１面は、第１板部１１０のソケット２０を向く面である。

接続部１２０は、義足のソケット２０又は膝部３０と接続する。接続部１２０は、例えば、第１板部１１０の長手方向において第１板部１１０の中心よりも踵側にずれた位置に設けられている。接続部１２０は、一例として、第１板部１１０の踵側の端部に設けられている。また、接続部１２０は、例えば、短手方向に略平行な軸に対して第１板部１１０が回転可能に義足のソケット２０又は膝部３０と接続する。これにより、第１板部１１０は、足先側が上下に、例えば、Ｚ軸方向に移動可能となる。

このように、接続部１２０は、第１板部１１０を可動とさせつつ、ソケット２０又は膝部３０と第１板部１１０とを接続する。このような接続部１２０には、ユーザの体重の数倍の負荷がかかることがあるので、接続部１２０は、高い強度の材料で形成されていることが望ましい。接続部１２０は、一例として、チタンを含む材料で形成されている。

第１固定部１３０は、踵部１００及び足先部２００を結合するための部材の一部である。第１固定部１３０は、第１板部１１０及び／又は接続部１２０に取り付けられている。図２及び図３は、第１固定部１３０が接続部１２０の足先側に取り付けられている例を示す。第１固定部１３０は、加工しやすい材料で形成されていることが望ましく、例えば、接続部１２０よりも強度が低い金属で形成されている。第１固定部１３０は、一例として、アルミニウムを含む。

第１固定部１３０は、例えば、足部４０の長手方向に複数の穴部１３２が配列されている結合部材１３４を有する。図２及び図３は、ＸＺ面に略平行な面を有し、Ｘ軸に略平行な方向に複数の穴部１３２が配列されている結合部材１３４の例を示す。第１固定部１３０は、一例として、このような結合部材１３４が２つ設けられている。この場合、２つの結合部材１３４は略平行に配置され、第１固定部１３０のＹＺ面と略平行な断面はＵの字の形状を有する。

第２板部１４０は、第１板部１１０の第１面と反対側の第２面側に設けられている。第２板部１４０は、例えば、足先側の端部が第１板部１１０に固定されており、足部４０の長手方向の踵側へと延伸している。第２板部１４０は、曲面を有し、踵側の端部における第１板部１１０との距離が足先側の端部における第１板部１１０との距離よりも大きく形成されている。

第２板部１４０は、第１板部１１０と同様に、例えば、カーボン等の弾性を有する材料で形成されていることが望ましい。例えば、ソケット２０又は膝部３０から踵部１００へと鉛直方向である−Ｚ方向と略平行に荷重が加わると、第１板部１１０及び／又は第２板部１４０がたわむことになる。このような踵部１００は、踵側における第１板部１１０及び第２板部１４０の間の距離が荷重によって変化し、荷重による衝撃を吸収して低減できる。

第２板部１４０は、踵側の端部に、踵カバー部１４２を有する。踵カバー部１４２は、足部４０の地面に接触する部位の一部である。踵カバー部１４２は、例えば、ユーザの踵の形状と同様の形状に形成されている。踵カバー部１４２は、弾性を有する材料で形成されている。踵カバー部１４２は、一例として、シリコンゴムを含む材料で形成されている。

足先部２００は、踵カバー部１４２と同様に、足部４０の地面に接触する部位の一部である。足先部２００は、以上の踵部１００と着脱可能に構成されている。ユーザは、図４に示すように踵部１００と結合されていない足先部２００に、踵部１００における義足１０の足先側の端部を挿入した後に、結合部材１３４に形成された複数の穴部１３２のうちのいずれかに第２固定部２２０の先端を挿入することにより、図３に示すように、踵部１００と足先部２００とが結合した状態にすることができる。

足先部２００は、例えば、ユーザの足先の形状と同様の形状に形成されている。足先部２００は、弾性を有する材料で形成されている。足先部２００は、一例として、シリコンゴムを含む材料で形成されている。足先部２００は、挿入孔２１０と、第２固定部２２０とを有する。

挿入孔２１０は、踵部１００における義足１０の足先側の端部が挿入される。図２及び図３は、挿入孔２１０に第１板部１１０の足先側の端部が挿入されている例を示す。これに代えて、第２板部１４０が第１板部１１０よりも足先側に延伸して形成され、挿入孔２１０に第２板部１４０の足先側の端部が挿入されてもよい。

第２固定部２２０は、第１固定部１３０と結合される部位であり、足先部２００に固定されている。踵部１００の第１固定部１３０と足先部２００の第２固定部２２０とは、足部４０の長手方向における第１固定部１３０と第２固定部２２０との位置関係を調節して結合可能に形成されている。

例えば、第２固定部２２０は、第１固定部１３０の複数の穴部１３２のうち少なくとも一つの穴部１３２に取り付けられる取付部２２２を有する。取付部２２２は、一例として、Ｌ字に曲げられた棒状の部材である。図２及び図３は、第１固定部１３０が２つの結合部材１３４を有し、第２固定部が２つの結合部材１３４に対応する２つの取付部２２２を有する例を示す。この場合、一方の取付部２２２は、対応する一方の結合部材１３４の穴部１３２に挿入して取り付けられており、他方の取付部２２２は、対応する他方の結合部材１３４の穴部１３２に挿入して取り付けられている。

なお、一方の取付部２２２の対応する穴部１３２への挿入方向は、他方の取付部２２２の対応する穴部１３２への挿入方向とは異なる方向であることが好ましい。図２及び図３は、２つの取付部２２２の対応する穴部１３２への挿入方向が互いに逆向きとなっている例を示す。これにより、外部から足部４０に衝撃等が加わっても、第１固定部１３０及び第２固定部２２０の結合が外れてしまうことを防止できる。

また、第１固定部１３０の結合部材１３４には、穴部１３２が長手方向に配列されているので、取付部２２２を取り付ける穴部１３２を変更すると、第１固定部１３０及び第２固定部２２０の間の距離を変えることができる。これにより、第１固定部１３０及び第２固定部２２０は、踵部１００及び足先部２００の長手方向における位置関係を調節して固定できる。

ここで、踵カバー部１４２及び足先部２００は、ユーザの踵及び足先の形状と同様の形状に形成されている。したがって、踵部１００及び足先部２００の長手方向における位置関係を調節すると、踵カバー部１４２及び足先部２００の長手方向における位置関係も調節されるので、足部４０の長手方向の長さを調節できる。例えば、踵カバー部１４２及び足先部２００の間の距離をユーザの足のサイズに対応する長さに調節することにより、足部４０は、ユーザが所有する靴を履くことができる。

このように、結合部材１３４に配列されている複数の穴部１３２の間隔は、足部４０の長さを調節する長さの単位となるので、予め定められた間隔となるように設けられていることが望ましい。例えば、異なる複数のユーザの足のサイズに対応して容易に変更できるように、予め定められた長さの定数倍毎に配列されていることが望ましい。一例として、複数の穴部１３２は、長手方向において５ｍｍ毎に配列されている。

また、挿入孔２１０は、踵カバー部１４２及び足先部２００の間の距離が調整範囲における最短距離となっても、踵部１００の足先側の端部が挿入できる深さを有することが望ましい。そして、例えば、第１板部１１０の足先側の端部が、第１固定部１３０と第２固定部２２０との位置関係に基づいて定まる位置まで挿入孔２１０に挿入される。

以上により、本実施形態に係る足部４０は、ユーザの足のサイズに合わせて簡便にサイズを変更できる。したがって、ユーザ毎に対応する複数種類の足部を製作することなく、例えば、１種類の足部４０を用いるだけで異なる足のサイズを有する複数のユーザに対応することができ、コストを低減させた義足１０を提供することができる。また、従来の義足の足部は靴を履かせるにはサイズが非常にタイトで、靴を履かせづらい場合があった。これに対し、本実施形態に係る足部４０は、サイズを変更できるので、靴を履かせるときはサイズを小さくして履かせやすくし、また、靴を履かせてからサイズを大きくして靴のサイズに最適なサイズにすることもでき、靴を履かせる労力を軽減することもできる。

以上の本実施形態に係る足部４０において、取付部２２２がＬ字に曲げられた棒状の部材である例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、取付部２２２は、貫通孔を有する板状の部材と、ネジとを有してもよい。この場合、取付部２２２の貫通孔と第１固定部１３０の穴部１３２とがネジ止めされることで、第１固定部１３０及び第２固定部２２０が結合する。なお、取付部２２２の貫通孔又は第１固定部１３０の穴部１３２には、ネジ山が形成されていてもよく、これに代えて、取付部２２２は、ネジに嵌合するナットを更に有してもよい。

また、以上の本実施形態に係る足部４０において、第１固定部１３０が複数の穴部１３２を有する例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、第１固定部１３０には、長手方向に長軸を有する長円の形状の穴部１３２が形成されていてもよい。この場合、取付部２２２は、貫通孔を有する板状の部材と、ネジと、ナットとを有し、取付部２２２の貫通孔と第１固定部１３０の穴部１３２とがネジ止めされることで、第１固定部１３０及び第２固定部２２０が結合する。この場合、第１固定部１３０及び第２固定部２２０は、無段階で長手方向の距離を調節可能とすることができる。

以上の本実施形態に係る足部４０において、第１固定部１３０が複数の穴部１３２を有し、第２固定部２２０が穴部１３２に取り付けられる取付部２２２を有する例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、第２固定部２２０が複数の穴部１３２を有し、第１固定部１３０が穴部１３２に取り付けられる取付部２２２を有してもよい。

また、第１固定部１３０及び第２固定部２２０は、位置関係を調節可能に結合できる部材であればよい。例えば、第１固定部１３０は長手方向に延伸するレールを有し、第２固定部２２０はレール上を移動可能とするタイヤとタイヤ及びレールの位置を固定するストッパ等を有してもよい。

以上の本実施形態に係る足部４０において、足先部２００は、調整孔２３０を更に有してもよい。調整孔２３０は、挿入孔２１０とは異なる凹部又は貫通口であり、足先部２００に１又は複数設けられる。このような足先部２００は、弾性を有する材料で形成され、更に、調整孔が形成されることにより、僅かな外力で形状を容易に変形できる。したがって、足先部２００にユーザの靴を靴幅によらず容易に履かせることができる。

なお、このような調整孔２３０は、足先部２００の予め定められた位置、任意の位置等に形成されてよい。また、調整孔２３０は、足先部２００の側面に弾力を持たせるように形成されていることが望ましい。図２及び図３は、１又は複数の調整孔２３０の少なくとも一部が、挿入孔２１０と略平行な方向に延びている凹部である例を示す。

以上のように、本実施形態に係る踵カバー部１４２及び足先部２００は、一例として、シリコンゴムを含む材料で、ユーザの踵及び足先の形状と同様の形状に形成されていることを説明した。このような踵カバー部１４２及び足先部２００の左右の側部の近辺を肉厚に形成することも可能である。このように、踵カバー部１４２及び足先部２００の左右の側部の肉厚を厚くすることで、靴の着地、靴の側部への衝撃等に対する安定性を向上させることもできる。

以上の本実施形態に係る足部４０において、踵部１００及び足先部２００の少なくとも一方は、義足１０のユーザの左右の靴に共通する形状に対応した対称形状を有することが望ましい。例えば、踵部１００及び足先部２００の少なくとも一方は、ＸＺ面と略平行な面に対して対称な形状を有する。なお、踵部１００については、踵部１００全体の形状が対称形状ではなくても、踵カバー部１４２だけでも対称形状であることが望ましい。このような対象形状について、図を用いて次に説明する。

＜踵カバー部１４２及び足先部２００の対象形状の説明＞
図５は、本実施形態に係る踵カバー部１４２及び足先部２００の断面形状の一例を示す。図５は、地面と略平行な面であるＸＹ面と略平行な面における足部４０の断面図の一例を示す。図５において、人の右足の断面形状の一例を右足形状４１０として示し、人の左足の断面形状の一例を左足形状４２０として示す。

そして、右足形状４１０と左足形状４２０とを重ねた場合の重なった領域を、共通形状４３０として斜線で示す。共通形状４３０は、長手方向の中心線Ａ−Ａに対して、ほぼ対称な形状となる。なお、図５は、断面の形状の例ではあるが、人の左右の足の三次元形状であっても、同様に、左右の足の共通形状は、中心線Ａ−Ａを通り、ＸＺ面と略平行な面に対してほぼ対称な形状となる。

図５に示す踵カバー部１４２及び足先部２００は、このような共通形状４３０に対応した形状を有する。共通形状４３０は対称形状を有するので、踵カバー部１４２及び足先部２００の形状も対称形状となる。したがって、踵カバー部１４２及び足先部２００は、義足１０のユーザの左右の靴に共通する形状に対応した対称形状となる。

このように、踵カバー部１４２及び足先部２００を対象形状として左右の差をなくすことで、足部４０は、右足及び左足の両方に対応することができる。したがって、足部４０は、左右に関係のない共通部品をより多く用いることができ、義足１０を製造する場合のコスト及び手間を省くことができる。

＜足部４０の六面図の例＞
図６から図１１には、本実施形態に係る足部４０の六面図を示す。なお、図６から図１１に示す足部４０は、接続部１２０を省略した構成例を示す。図６は、本実施形態に係る足部４０の平面図の一例を示す。図７は、本実施形態に係る足部４０の右側面図の一例を示す。図８は、本実施形態に係る足部４０の左側面図の一例を示す。図９は、本実施形態に係る足部４０の底面図の一例を示す。図１０は、本実施形態に係る足部４０の正面図の一例を示す。図１１は、本実施形態に係る足部４０の背面図の一例を示す。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１０ 義足
２０ ソケット
３０ 膝部
４０ 足部
５０ 靴
１００ 踵部
１１０ 第１板部
１２０ 接続部
１３０ 第１固定部
１３２ 穴部
１３４ 結合部材
１４０ 第２板部
１４２ 踵カバー部
２００ 足先部
２１０ 挿入孔
２２０ 第２固定部
２２２ 取付部
２３０ 調整孔
４１０ 右足形状
４２０ 左足形状
４３０ 共通形状

Claims (10)

1. 義足の足部であって、
   第１固定部と、前記義足のソケット又は膝部と接続する接続部とが設けられている踵部と、
   前記第１固定部と結合される第２固定部と、前記踵部における前記義足の足先側の端部が挿入される挿入孔とを有する足先部と
   を備え、
   前記第１固定部及び前記第２固定部は、前記足部の長手方向における前記第１固定部と前記第２固定部との位置関係を調節して結合可能に形成されている、
   義足の足部。
2. 前記踵部及び前記足先部の少なくとも一方は、前記義足のユーザの左右の靴に共通する形状に対応した対称形状を有する、
   請求項１に記載の義足の足部。
3. 前記第１固定部は、前記足部の長手方向に複数の穴部が配列されている結合部材を有し、
   前記第２固定部は、前記第１固定部の複数の前記穴部のうち少なくとも一つの前記穴部に取り付けられる取付部を有する、
   請求項１又は２に記載の義足の足部。
4. 前記足先部は弾性を有し、前記挿入孔とは異なる１又は複数の調整孔を更に有する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の義足の足部。
5. １又は複数の前記調整孔の少なくとも一部は、前記挿入孔と平行な方向に延びている、請求項４に記載の義足の足部。
6. 前記第１固定部は、前記接続部に取り付けられており、
   前記第１固定部は、前記接続部よりも強度が低い金属で形成されている、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の義足の足部。
7. 前記踵部は、
   前記接続部及び前記第１固定部が第１面に設けられた第１板部と、
   前記第１板部の前記第１面と反対側の第２面側に設けられた第２板部と
   を有する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の義足の足部。
8. 前記第１板部の端部が、前記第１固定部と前記第２固定部との位置関係に基づいて定まる位置まで前記挿入孔に挿入される、
   請求項７に記載の義足の足部。
9. 前記第１板部は、弾性を有する材料で形成されており、
   前記第２板部は、曲面を有し、踵側の端部における前記第１板部との距離が足先側の端部における前記第１板部との距離よりも大きく形成されている、
   請求項７又は８に記載の義足の足部。
10. ユーザの体の一部に取り付けられるソケットと、
    前記義足のソケット又は前記ソケットに接続されている膝部と接続されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の前記義足の足部と
    を備える、義足。

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