JP2023031585A - 膝継手、義足 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトに構成できる膝継手、義足を提供する。【解決手段】多節リンク膝継手１００は、大腿部側に設けられる大腿接続部３２と、少なくとも一つの回転軸を介して大腿接続部３２に対して回転可能に連結される下腿部１２と、下腿部１２に固定されて作動流体が封入されるシリンダ６２と、当該シリンダ６２内において下腿部１２側の第１シリンダ壁６１と大腿接続部３２側の第２シリンダ壁６３の間を移動可能に設けられるピストン６６と、ピストン６６から大腿接続部３２に向かって延びて第２シリンダ壁６３を貫通するピストンロッド６４と、当該ピストンロッド６４と大腿接続部３２を連結するコネクティングロッド６５と、を備える。コネクティングロッド６５は、ピストンロッド６４における上端から下端に向かって所定距離以上離れた連結部６８で当該ピストンロッド６４と連結される。【選択図】図６

Description

本発明は膝継手、義足に関する。

特許文献１には、怪我や病気で足を失った人が装着する膝継手または義足として、前後に揺動するエアシリンダを備えるものが開示されている。下腿部に軸支されるエアシリンダ内には作動流体としての空気が封入されると共にピストンが移動可能に設けられる。また、ピストンから延在するピストンロッドは大腿接続部に連結される。膝継手の屈伸に応じて大腿接続部および下腿部が相対回転すると、ピストンがエアシリンダ内を移動すると共にエアシリンダ全体が下腿部の軸を中心に回転して前後に揺動する。

特開平７－３０８３３２号公報

特許文献１の構造ではエアシリンダが前後に揺動するため、膝継手の実質的な前後方向の寸法が長くなってしまう。また、エアシリンダの揺動経路上の空間はデッドスペースになってしまうため、特に電子制御式の膝継手にあってはセンサ、モータ、制御基板、バッテリ等の多くの機能部品を他の箇所に搭載する必要があり、膝継手が大型化する一因になっていた。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクトに構成できる膝継手、義足を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の膝継手は、大腿部側に設けられる大腿接続部と、少なくとも一つの回転軸を介して大腿接続部に対して回転可能に連結される下腿部と、大腿接続部および下腿部の一方に固定されて作動流体が封入されるシリンダと、シリンダ内において大腿接続部側と下腿部側の間を移動可能に設けられるピストンと、シリンダ内に設けられてピストンの大腿接続部および下腿部の他方側の移動限界を定めるシリンダ壁と、ピストンから大腿接続部および下腿部の他方に向かって延び、シリンダ壁を貫通するピストンロッドと、ピストンロッドと大腿接続部および下腿部の他方を連結するとともに、ピストンロッドにおける大腿接続部および下腿部の他方側の他端からピストン側の一端に向かって所定距離以上離れた連結部で当該ピストンロッドと連結されるコネクティングロッドと、を備える。ピストンが大腿接続部および下腿部の一方側の限界位置にある際、コネクティングロッドとピストンロッドの連結部は、シリンダ壁とピストンの間に位置する。

この態様では、ピストンロッドがコネクティングロッドを介して大腿接続部または下腿部と連結されるため、ピストンロッドひいてはシリンダの揺動を抑制でき、膝継手の前後方向の寸法を小さくできる。また、コネクティングロッドがピストンロッドの他端から離れた連結部に連結されるため、膝継手の上下方向の寸法も小さくできる。従って、膝継手をコンパクトに構成できる。

本発明の更に別の態様もまた、膝継手である。この膝継手は、大腿部側に設けられる大腿接続部と、少なくとも一つの回転軸を介して大腿接続部に対して回転可能に連結される下腿部と、大腿接続部および下腿部の一方に固定されて作動流体が封入されるシリンダと、当該シリンダ内において大腿接続部側と下腿部側の間を移動可能に設けられるピストンと、シリンダ内に設けられてピストンの移動限界を定めるシリンダ壁と、ピストンと大腿接続部および下腿部の他方を連結するロッド部と、を備え、シリンダ内におけるピストンの位置に応じた作動流体による抵抗を大腿接続部および下腿部の相対回転に対して付与する回転抵抗付与部と、シリンダ壁に格納され、使用者の歩行フェーズに応じて回転抵抗付与部が付与する抵抗を制御する機能部品と、を備える。

この態様では、膝継手の使用者の歩行フェーズに応じて回転抵抗付与部が付与する抵抗を制御する機能部品がシリンダ壁に格納されるため、膝継手をコンパクトに構成できる。

本発明の更に別の態様は、義足である。この義足は、大腿部と、大腿部側に設けられる大腿接続部と、少なくとも一つの回転軸を介して大腿接続部に対して回転可能に連結される下腿部と、大腿接続部および下腿部の一方に固定されて作動流体が封入されるシリンダと、シリンダ内において大腿接続部側と下腿部側の間を移動可能に設けられるピストンと、シリンダ内に設けられてピストンの大腿接続部および下腿部の他方側の移動限界を定めるシリンダ壁と、ピストンから大腿接続部および下腿部の他方に向かって延び、シリンダ壁を貫通するピストンロッドと、ピストンロッドと大腿接続部および下腿部の他方を連結するとともに、ピストンロッドにおける大腿接続部および下腿部の他方側の他端からピストン側の一端に向かって所定距離以上離れた連結部で当該ピストンロッドと連結されるコネクティングロッドと、を備える。ピストンが大腿接続部および下腿部の一方側の限界位置にある際、コネクティングロッドとピストンロッドの連結部は、シリンダ壁とピストンの間に位置する。

本発明の更に別の態様もまた、義足である。この義足は、大腿部と、大腿部側に設けられる大腿接続部と、少なくとも一つの回転軸を介して大腿接続部に対して回転可能に連結される下腿部と、大腿接続部および下腿部の一方に固定されて作動流体が封入されるシリンダと、当該シリンダ内において大腿接続部側と下腿部側の間を移動可能に設けられるピストンと、シリンダ内に設けられてピストンの移動限界を定めるシリンダ壁と、ピストンと大腿接続部および下腿部の他方を連結するロッド部と、を備え、シリンダ内におけるピストンの位置に応じた作動流体による抵抗を大腿接続部および下腿部の相対回転に対して付与する回転抵抗付与部と、シリンダ壁に格納され、使用者の歩行フェーズに応じて回転抵抗付与部が付与する抵抗を制御する機能部品と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、膝継手、義足をコンパクトに構成できる。

揺動シリンダ型の多節リンク膝継手の側面図である。 揺動シリンダ型の多節リンク膝継手の断面概略図である。 多節リンク膝継手において膝部が屈曲する様子を示す。 制御装置の機能ブロック図である。 固定シリンダ型の多節リンク膝継手の側面図である。 図５における課題を解決するための構成を備える固定シリンダ型の多節リンク膝継手の側面図である。 固定シリンダ型の多節リンク膝継手の模式図である。 他の機能部品の配置例を示す。 シリンダ装置を模式化して示す。 多節リンク膝継手の屈伸動作に対してシリンダ装置が回転抵抗を付与する様子を模式的に示す。 多節リンク膝継手の機能部品をシリンダ壁の内部に格納した例を示す。 屈曲抵抗の段階的制御機構をシリンダ壁の内部に格納した例を示す。

膝継手には様々なタイプが存在し、能動タイプと受動タイプに大別される。受動タイプは更に電子制御式のものと機械式のものに分けられる。能動タイプでは、モータ等のアクチュエータによって膝が能動的に屈伸駆動される。電子制御式の受動タイプでは、電子制御されるエアシリンダや油圧シリンダ等によって使用者の歩行中等の屈伸動作に応じて膝の回転抵抗が制御される。機械式の受動タイプでは、作動流体の量や圧力が予め調整されたエアシリンダや油圧シリンダ等によって使用者の歩行中等の屈伸動作が補助される。以下の本実施形態の説明と整合する限り、本発明はいずれのタイプの膝継手にも適用可能である。特に、本実施形態において電子制御式の膝継手に関して説明する構成のうち、使用者の歩行フェーズに応じた回転抵抗制御を前提としない機械的な構成は、機械式の膝継手にも適用可能である。

始めに、膝継手の概要について説明する。図１は、揺動シリンダ型の多節リンク膝継手１００の側面図である。図２は、揺動シリンダ型の多節リンク膝継手１００の断面概略図である。以下の説明では、各図に示すｘｙｚ直交座標系において、ｘ軸に平行な方向を左右方向としてｘ軸の正方向を「左」負方向を「右」といい、ｙ軸に平行な方向を前後方向としてｙ軸の正方向を「前」負方向を「後ろ」といい、ｚ軸に平行な方向を上下方向としてｚ軸の正方向を「上」負方向を「下」という。

多節リンク膝継手１００は、膝部１０を備える。膝部１０は、複数のリンク部を有する多節リンク機構により屈曲する。多節リンク機構は、上部リンク部５０、下部リンク部５２、前部リンク部５４、後部リンク部５６の四つのリンク部によって構成される。本明細書では、リンクおよび当該リンクに固定されてリンクと共に動く部位を合わせて「リンク部」と総称する。上部リンク部５０は、上部リンク１６と大腿接続部３２を含む。下部リンク部５２は、下部リンク１８と下腿部１２を含む。前部リンク部５４は前部リンク２０を含み、後部リンク部５６は後部リンク２２を含む。

上部リンク１６には回転軸としての第１軸２４および第２軸２６が設けられ、下部リンク１８には回転軸としての第３軸２８および第４軸３０が設けられる。各軸は軸方向がｘ軸に平行で回転可能に設けられる。前部リンク２０は、第１軸２４および第３軸２８の端部に取り付けられる。後部リンク２２は、第２軸２６および第４軸３０の端部に取り付けられる。上部リンク１６は、前部リンク２０および後部リンク２２に支持されて下部リンク１８に対して回転する。このように、大腿接続部３２が固定される上部リンク１６および下腿部１２が固定される下部リンク１８は、複数の回転軸（すなわち、第１軸２４および第３軸２８の対、または、第２軸２６および第４軸３０の対）および当該複数の回転軸の両端部を互いに連結する左右一対のリンク（すなわち、二つの前部リンク２０、または、二つの後部リンク２２）を介して回転可能に連結される。

上部リンク１６から突出する大腿接続部３２は、使用者の大腿部に取り付けられるソケットに接続される。大腿接続部３２が突出する方向とｚ軸がなす角度を、膝部１０の屈曲角度または膝角度と定義する。膝部１０の屈曲角度は不図示の膝角度センサや慣性センサ等によって測定可能である。図１および図２では屈曲角度が0度であり、膝部１０が完全に伸びている。下腿部１２は、筒状に形成され、下部リンク１８の下方に固定される。また、下腿部１２の下方には義足を構成する足部に接続する足接続部４０が設けられる。

多節リンク膝継手１００は、膝部１０の動きを補助する補助駆動部としてシリンダ装置６０を備える。シリンダ装置６０は例えばエアシリンダや油圧シリンダによって構成される。シリンダ装置６０は、シリンダ６２と、シリンダ６２に対して移動可能なピストンロッド６４と、ピストンロッド６４が固定されシリンダ６２の内部に移動可能に収納されたピストン６６を備える。シリンダ装置６０は、上部リンク部５０と下部リンク部５２を連結するように設けられる。具体的には、シリンダ６２は下部リンク部５２の下腿部１２に設けられた下軸６８によって回転可能に支持され、ピストンロッド６４は上部リンク部５０の上部リンク１６に設けられた上軸７０によって回転可能に支持される。この構成によって、シリンダ装置６０は下軸６８を中心として上部リンク部５０の回転に従って前後方向に移動または揺動する。

図３（ａ）～（ｄ）は、多節リンク膝継手１００において膝部１０が屈曲する様子を示す。図３（ａ）～（ｄ）に示す膝部１０の屈曲角度は、それぞれ0度、45度、90度、160度である。屈曲角度が大きくなると、前部リンク２０と後部リンク２２が交差する。上部リンク１６は下部リンク１８に対して後方に移動しながら回転する。上部リンク１６の回転によって膝部１０は生体の膝関節と同様に屈曲する。

多節リンク膝継手１００は更に制御装置１４を備える。制御装置１４は下腿部１２の内部に収納され、膝角度センサや慣性センサ等によって測定された膝部１０の屈曲角度に応じてシリンダ装置６０を制御する。図４は、制御装置１４の機能ブロック図である。ここに示される各機能ブロックは、ハードウェア的にはコンピュータのＣＰＵ等の演算素子で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現される。

制御装置１４は、膝角度取得部４２および制御部４４を備える。膝角度取得部４２は、膝角度センサや慣性センサ等の膝角度センサ５８から膝部１０の屈曲角度を取得する。制御部４４は、膝角度取得部４２取得した膝角度に応じてシリンダ装置６０を制御して膝部１０の動きを補助する。例えば、屈曲角度が0度に近い立脚時には、制御部４４が第３軸２８の回転を制限するようにシリンダ装置６０を制御することで、使用者の意思に反して膝部１０が屈曲する膝折れを防止する。また、歩行時など屈曲角度が変化する遊脚時には、膝角度の取るべき変化に合った第３軸２８の回転を許容するように制御部４４がシリンダ装置６０を制御する。これによって、歩行時の足の振り出しに合わせて下腿部１２がスイングできるので、使用者は快適に歩行できる。

図５は、固定シリンダ型の多節リンク膝継手１００の側面図である。図１および図２の揺動シリンダ型の多節リンク膝継手１００と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。

膝部１０の動きを補助するエアシリンダや油圧シリンダ等のシリンダ装置６０は、下腿部１２に固定されて作動流体としての空気や油が封入されるシリンダ６２と、当該シリンダ６２内において下腿部１２側の第１シリンダ壁６１と大腿接続部３２側の第２シリンダ壁６３の間を上下方向またはｚ軸方向に移動可能に設けられるピストン６６と、当該ピストン６６から大腿接続部３２に向かって上方に延びて第２シリンダ壁６３を貫通するピストンロッド６４を備える。ピストン６６の上下方向の移動に伴ってピストンロッド６４の外周面が摺動する第２シリンダ壁６３の内周面には、ピストンロッド６４を軸支する軸受６３１と、シリンダ６２内の作動流体が漏れ出さないように密封するＯリング等のシール部材６３２が設けられる。ここで、第１シリンダ壁６１および第２シリンダ壁６３は、ピストン６６の下方および上方のそれぞれの移動限界を定める。

ピストンロッド６４は、コネクティングロッド６５と共に、ピストン６６と大腿接続部３２を連結するロッド部を構成する。具体的には、コネクティングロッド６５の上端は上部リンク１６に設けられた上軸７０によって回転可能に支持され、コネクティングロッド６５の下端はピストンロッド６４の大腿接続部３２側の上端に設けられた連結部としての下軸６８によって回転可能に支持される。この構成によって、コネクティングロッド６５は下軸６８を中心として上部リンク１６および大腿接続部３２の回転に従って前後方向に移動または揺動する。一方、図１および図２の揺動シリンダ型の多節リンク膝継手１００と異なり、シリンダ装置６０の本体であるシリンダ６２が下腿部１２と一体的に形成されているため、大腿接続部３２が回転してもシリンダ装置６０は前後方向に揺動しない。従って、図１および図２と比較して多節リンク膝継手１００の前後方向の寸法を小さくできる。しかし、ピストンロッド６４の更に上方にコネクティングロッド６５を設けることで、多節リンク膝継手１００の上下方向の寸法が大きくなってしまう可能性がある。

また、下軸６８からの矢印で示すように、ピストンロッド６４とコネクティングロッド６５の連結部が上方に来るほど、コネクティングロッド６５がピストンロッド６４の先端に及ぼす力Ｆの上下方向となす角度θが大きくなるため、ピストンロッド６４には前後方向または横方向の大きな力Ｆｓｉｎθが加わる。この結果、ピストンロッド６４を側方から軸支する第２シリンダ壁６３等の軸受部材に過度な負荷がかかると、軸受６３１やピストンロッド６４の摩耗が促進されてしまい、多節リンク膝継手１００の耐久性の低下に繋がる。

図６は、以上の各課題を解決するための構成を備える固定シリンダ型の多節リンク膝継手１００の側面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）それぞれにおいて、ピストンロッド６４とコネクティングロッド６５の連結部６８が、ピストンロッド６４における大腿接続部３２側の上端からピストン６６側の下端に向かって所定距離Ｄ離れた位置に設けられる。図６（ａ）では柱状に形成されたピストンロッド６４の内部に連結部６８が一体的に形成され、図６（ｂ）では筒状に形成されたピストンロッド６４の筒状部の内側に連結部６８が設けられる。なお、ピストンロッド６４の上端からの連結部６８の距離Ｄは、ピストンロッド６４の全長に対して有意な大きさであれば任意に設定できる。例えば、ピストンロッド６４の上端からピストン６６の上面までの距離を「100」とした場合、ピストンロッド６４の上端からの連結部６８までの距離Ｄは、例えば「5以上」「10以上」「25以上」「50以上」「75以上」「100」等に設定できる。

このような構成によれば、図５と同様にシリンダ装置６０が前後方向に揺動しないので多節リンク膝継手１００の前後方向の寸法を小さくできるだけでなく、コネクティングロッド６５がピストンロッド６４の上端から離れた連結部６８に連結されるため、多節リンク膝継手１００の上下方向の寸法も小さくできる。従って、多節リンク膝継手１００をコンパクトに構成できる。なお、上記の距離Ｄが大きい程、多節リンク膝継手１００の上下方向の寸法を小さくできるが、ピストンロッド６４内におけるコネクティングロッド６５の前後方向の揺動を許容するためにピストンロッド６４の前後方向の寸法を大きくする必要がある。このため、距離Ｄはピストンロッド６４の前後方向の寸法が許容できる範囲で可能な限り大きくするのが好ましい。

また、図５と比較してピストンロッド６４とコネクティングロッド６５の連結部６８が下方にあるため、コネクティングロッド６５がピストンロッド６４に及ぼす力Ｆ（上軸７０と連結部６８を結ぶ直線上で作用する）の上下方向となす角度θが小さくなり、ピストンロッド６４に加わる前後方向または横方向の力Ｆｓｉｎθも小さくなる。この結果、ピストンロッド６４を側方から軸支する軸受６３１への負荷が軽減され、摩耗が抑制されるので多節リンク膝継手１００の耐久性の低下を防止できる。

図７は、固定シリンダ型の多節リンク膝継手１００の模式図である。図７（ｂ）は図６と同様の構成の多節リンク膝継手１００を示し、図７（ａ）は比較例を示す。図７（ｂ）において、シリンダ装置６０における大腿接続部３２側または上方の第２シリンダ壁６３（軸受６３１の図示は省略した）はシリンダ６２と一体的に形成され、シリンダ装置６０における下腿部１２側または下方の第１シリンダ壁６１はシリンダ６２に対して下方から着脱可能である。ピストン６６から上方に延びるピストンロッド６４が第２シリンダ壁６３を貫通するのと同様に、ピストン６６から下方に延びる下部ピストンロッド６７は第１シリンダ壁６１を貫通する。ピストン６６の上下方向の移動に伴って下部ピストンロッド６７の外周面が摺動する第１シリンダ壁６１の内周面には、下部ピストンロッド６７を軸支する軸受（不図示）と、シリンダ６２内の作動流体が漏れ出さないように密封するＯリング等のシール部材６１２が設けられる。

ピストンロッド６４およびコネクティングロッド６５と共にロッド部を構成する下部ピストンロッド６７は、第１シリンダ壁６１を上方から下方に貫通した先において径方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向）に突出するフランジ部６７０を備える。フランジ部６７０の径は第１シリンダ壁６１の内周面によって囲まれる断面の径より大きく、ピストン６６が上方に移動する際にフランジ部６７０の上面が第１シリンダ壁６１の下面に突き当たることでピストン６６が制止される。換言すれば、フランジ部６７０はピストン６６の上方への最大移動量である上方ストローク長を規定する。

フランジ部６７０の下面には、下部ピストンロッド６７を上方に付勢する伸展補助ばね６７２が取り付けられる。伸展補助ばね６７２は、下部ピストンロッド６７、ピストン６６、上部ピストンロッド６４、コネクティングロッド６５、上部リンク１６を介して大腿接続部３２を時計回り方向すなわち多節リンク膝継手１００の伸展方向に付勢する。これによって、多節リンク膝継手１００の屈曲が僅かであれば伸展補助ばね６７２の付勢力によって伸展状態に自然に復帰できる。上端がフランジ部６７０の下面を上方に付勢する伸展補助ばね６７２の下端は、伸展補助ばね６７２を内部に収容する筒状のホルダ６７３の底面を下方に付勢する。また、ホルダ６７３の外周面は足接続部４０を構成し、下端に足部（不図示）が設けられた取付パイプ６７４（破線）が下方から挿入されることで、足部が下腿部１２に取り付けられる。

図７（ａ）の比較例は、主にシリンダ装置６０の構成が図７（ｂ）と異なる。このシリンダ装置６０は、シリンダ６２と、シリンダ６２と一体的に形成されて、その内部を上下に区画する中央のシリンダ壁６９と、シリンダ壁６９を上下から挟んで連結されて移動可能に設けられる上方ピストン６６１および下方ピストン６６２と、上方ピストン６６１の上面に固定される上部ピストンロッド６４と、シリンダ壁６９を貫通して上方ピストン６６１および下方ピストン６６２を相互に連結する下部ピストンロッド６７を備える。二つのピストン６６１、６６２の上下方向の移動に伴って下部ピストンロッド６７の外周面が摺動するシリンダ壁６９の内周面には、下部ピストンロッド６７を軸支する軸受（不図示）と、シリンダ６２内の作動流体が漏れ出さないように密封するＯリング等のシール部材６９２が設けられる。ここで、シリンダ壁６９の上面は上方ピストン６６１の下方への移動限界を定め、シリンダ壁６９の下面は下方ピストン６６２の上方への移動限界を定める。

上方ピストン６６１はシリンダ壁６９の上面との間に作動流体としての空気や油が封入された上方圧力室を形成し、下方ピストン６６２はシリンダ壁６９の下面との間に作動流体としての空気や油が封入された下方圧力室を形成する。また、下方ピストン６６２は、図７（ｂ）におけるフランジ部６７０と同様の機能を果たす。具体的には、下方ピストン６６２が上方に移動する際にシリンダ壁６９の下面に突き当たることで制止されるため、下方ピストン６６２は上方への最大移動量である上方ストローク長を規定する（同様に、上方ピストン６６１は下方への最大移動量である下方ストローク長を規定する）。また、下方ピストン６６２の下面は伸展補助ばね６７２によって上方に付勢される。

上方ピストン６６１の上面に固定される上部ピストンロッド６４は、図５、図６、図７（ｂ）における上下方向に長尺のピストンロッド６４と異なり、上下方向に短尺の部材である。このため、ピストンロッド６４とコネクティングロッド６５の連結部６８は、ピストンロッド６４の上端に近接して設けられる。このことは図６において連結部６８がピストンロッド６４の上端から所定距離Ｄ離れた位置に設けられていたのと対照的である。

図７（ａ）の構成ではシリンダ壁６９がシリンダ６２と一体的に形成され、その上下から上方ピストン６６１および下方ピストン６６２をそれぞれシリンダ６２内に挿入する必要があるため、上方ピストン６６１の上部の空間および下方ピストン６６２の下部の空間には、伸展補助ばね６７２のような簡素な機械部品を除いて多節リンク膝継手１００の機能部品を配置することができない。これに対して、図７（ｂ）の構成では上方の第２シリンダ壁６３がシリンダ６２と一体的に形成される一方で、下方の第１シリンダ壁６１はシリンダ６２に対して下方から着脱可能である。このようなシリンダ装置６０を組み立てる際は、上部ピストンロッド６４、ピストン６６、下部ピストンロッド６７、第１シリンダ壁６１を組み合わせた構造物をシリンダ６２の下方から挿入すればよい（その後に伸展補助ばね６７２の取付やホルダ６７３の設置が行われる）。図７（ａ）の構成と違い、第２シリンダ壁６３の上部の空間はシリンダ装置６０の組立て時に利用されないため、多節リンク膝継手１００の機能部品を配置できる。なお、組立式の第１シリンダ壁６１の外周面とシリンダ６２の内周面の間からシリンダ６２内の作動流体が漏れ出さないように、第１シリンダ壁６１の外周面には一または複数のＯリング等のシール部材６１１が設けられる。

図７（ｂ）では機能部品の例として第３軸２８（回転軸）が大腿接続部３２側の第２シリンダ壁６３の上部に設けられる。これに対して図７（ａ）では第３軸２８を上方ピストン６６１の上部に設けることができない。多節リンク膝継手１００の各回転軸の配置については、前部リンク２０の両端にある第１軸２４および第３軸２８を結ぶ直線と後部リンク２２の両端にある第２軸２６および第４軸３０を結ぶ直線の交点である瞬間中心Ｏが膝部１０より上方かつ後方になければならないという安定性確保のための条件があることから、図７（ａ）における第３軸２８は上方ピストン６６１より前方かつ下方に配置しなければならない。このため図７（ａ）の多節リンク膝継手１００の前後方向の寸法が大きくなってしまう。図７（ｂ）の多節リンク膝継手１００では、下方の第１シリンダ壁６１を組立式にしたことで、上方の第２シリンダ壁６３の上部の空間を有効活用して第３軸２８を配置できるため、前後方向の寸法を小さくできる。

図８は、他の機能部品の配置例を示す。図８（ａ）および図８（ｂ）の構成は、それぞれ図７（ａ）および図７（ｂ）の構成と同様である。図８（ａ）では、図７（ａ）と同様に上方ピストン６６１の上部の空間に機能部品を配置することができないため、第３軸２８およびセンサ８１がシリンダ装置６０の前方に配置され、バンパー８２がシリンダ装置６０の後方に配置される。これに対して図８（ｂ）では、これら全ての機能部品の少なくとも一部を第２シリンダ壁６３の上部に設けることができる。このため、図８（ｂ）の多節リンク膝継手１００の前後方向の寸法Ｙｂを、図８（ａ）の多節リンク膝継手１００の前後方向の寸法Ｙａより小さくできる（Ｙｂ＜Ｙａ）。

なお、センサ８１は、例えば、ピストンロッド等に埋設された磁石の位置をホール素子等によって検知してシリンダ装置６０の伸縮位置やそれと略一対一に対応する膝角度を測定する膝角度センサ５８でもよいし、多節リンク膝継手１００の運動を司る３軸の並進方向および／または回転方向の速度（角速度）および／または加速度（角加速度）を測定することで、多節リンク膝継手１００の姿勢や運動を検知する慣性センサでもよいし、シリンダ装置６０の温度を測定する温度センサでもよい。また、バンパー８２は、円柱状の第４軸３０がそれより大径の円筒状の第５軸３１内を回転する際の衝撃を緩和する緩衝部品である。

続いて、シリンダ装置６０の構成および動作について説明する。図９は、図７（ｂ）等のシリンダ装置６０を模式化して示す。シリンダ装置６０は、シリンダ６２と、シリンダ６２の一端側（図９の右端側および図７の上端側）から挿入され、シリンダ６２の長手方向（図９の左右方向および図７の上下方向）に沿って移動可能なピストンロッド６４と、シリンダ６２内でピストンロッド６４に固定され、シリンダ６２の内壁に沿って長手方向に摺動可能なピストン６６を備える。シリンダ６２の内部は、ピストン６６によって一端側（図９の右端側および図７の上端側）の第１圧力室６２１と、他端側（図９の左端側および図７の下端側）の第２圧力室６２２に分割される。第１圧力室６２１は、ピストン６６の上面、第２シリンダ壁６３の下面、シリンダ６２の内壁によって区画された空間であり、第２圧力室６２２は、ピストン６６の下面、第１シリンダ壁６１の上面、シリンダ６２の内壁によって区画された空間である。第１圧力室６２１および第２圧力室６２２には、作動流体である空気や油が充填される。

シリンダ装置６０を制御する制御部４４は、空圧や油圧によってシリンダ装置６０を伸縮駆動する圧力駆動機構である。制御部４４は、シリンダ６２にそれぞれ接続された伸展側圧力回路９１と屈曲側圧力回路９２を有する。伸展側圧力回路９１および屈曲側圧力回路９２は、それぞれ、一端側で第１圧力室６２１と連通し、他端側で第２圧力室６２２と連通する。伸展側圧力回路９１は、膝部１０の回転抵抗を発生させる作動流体の流路を開閉可能なバルブとしての伸展側バルブ９３と、伸展側逆止弁９４を備える。伸展側バルブ９３を開状態とすることで作動流体が伸展側圧力回路９１を流通できるが、伸展側逆止弁９４の作用により、作動流体は第１圧力室６２１から第２圧力室６２２に向かう方向のみに流れ、その逆方向には流れない。

屈曲側圧力回路９２は、膝部１０の回転抵抗を発生させる作動流体の流路を開閉可能なバルブとしての屈曲側バルブ９５と、屈曲側逆止弁９６を有する。屈曲側バルブ９５を開状態とすることで作動流体が屈曲側圧力回路９２を流通できるが、屈曲側逆止弁９６の作用により、作動流体は第２圧力室６２２から第１圧力室６２１に向かう方向のみに流れ、その逆方向には流れない。伸展側バルブ９３および屈曲側バルブ９５の開度は全開（開度最高）と全閉（開度最低）の間で任意の値を取りうる。各バルブの全閉時は作動流体の流れが遮断されて膝部１０の回転抵抗が最大となり、各バルブの全開時は膝部１０の回転抵抗が最小となる。具体的には、伸展側バルブ９３の全閉時／全開時は膝部１０の伸展動作に対する回転抵抗が最大／最小となり、屈曲側バルブ９５の全閉時／全開時は膝部１０の屈曲動作に対する回転抵抗が最大／最小となる。

伸展側バルブ９３および屈曲側バルブ９５には、それぞれを開閉駆動する伸展側モータ９７および屈曲側モータ９８が設けられる。伸展側モータ９７および屈曲側モータ９８は制御部４４によって制御され、伸展側バルブ９３および屈曲側バルブ９５のそれぞれの開度が多節リンク膝継手１００の使用者の歩行フェーズに応じて制御される。制御部４４は、センサ８１で測定可能な膝角度や多節リンク膝継手１００の姿勢や運動に基づいて歩行フェーズを認識する。このような多節リンク膝継手１００の歩行制御または屈伸制御においては、特に屈曲側バルブ９５による膝部１０の屈曲抵抗の制御が重要である。具体的には、義足が接地して荷重がかかっている立脚相では膝部１０が荷重によって屈曲しないように屈曲抵抗を高くし（屈曲側バルブ９５の開度を低くし）、義足が地面を離れて振られている遊脚相では膝部１０を屈曲させて義足が地面に接触しないように屈曲抵抗を低くする（屈曲側バルブ９５の開度を高くする）。

図１０は、図７（ａ）および図７（ｂ）における多節リンク膝継手１００の屈伸動作に対してシリンダ装置６０が回転抵抗を付与する様子を模式的に示す。図１０（ｂ１）は、図７（ｂ）の多節リンク膝継手１００の膝部１０が最大伸展状態から屈曲動作を行う様子を示す。この場合、屈曲動作に伴って下降するピストン６６を下方から支持する第２圧力室６２２が膝部１０の屈曲動作に対して回転抵抗を付与する。前述の通り、この回転抵抗は屈曲側バルブ９５の開度によって制御可能である。図１０（ｂ２）は、図７（ｂ）の多節リンク膝継手１００の膝部１０が最大屈曲状態から伸展動作を行う様子を示す。この場合、伸展動作に伴って上昇するピストン６６を上方から支持する第１圧力室６２１が膝部１０の伸展動作に対して回転抵抗を付与する。前述の通り、この回転抵抗は伸展側バルブ９３の開度によって制御可能である。なお、最大伸展状態の図１０（ｂ１）および最大屈曲状態の図１０（ｂ２）の間のピストン６６の変位Ｓは上下方向の最大移動量であるストローク長を表す。

図１０（ｂ１）（ｂ２）に示されるように、ピストン６６が第２シリンダ壁６３側から第１シリンダ壁６１側に移動する際、すなわち図１０（ｂ１）から図１０（ｂ２）に遷移する際、コネクティングロッド６５とピストンロッド６４の連結部６８は、大腿接続部３２側（上側）から下腿部１２側（下側）に向かって第２シリンダ壁６３を貫通するように移動する。また、ピストン６６が第１シリンダ壁６１側の限界位置にある際、すなわち図１０（ｂ２）の位置にある際、コネクティングロッド６５とピストンロッド６４の連結部６８は、シリンダ６２内に対応する位置にある。あるいは、ピストン６６が下腿部１２側の限界位置にある際、コネクティングロッド６５とピストンロッド６４の連結部６８は、第２シリンダ壁６３とピストン６６の間に位置する。なお、図示の都合上、コネクティングロッド６５および連結部６８がピストンロッド６４の外部に露出しているように示したが、実際には図６に関して説明したようにコネクティングロッド６５および連結部６８はピストンロッド６４の内部に設けられるため、ピストンロッド６４は第２シリンダ壁６３との密封性を保ちながら上下方向に摺動できる。

図１０（ａ１）は、図７（ａ）の多節リンク膝継手１００の膝部１０が最大伸展状態から屈曲動作を行う様子を示す。この場合、屈曲動作に伴って下降する上方ピストン６６１を下方から支持する第２圧力室６２２が膝部１０の屈曲動作に対して回転抵抗を付与する。図１０（ａ２）は、図７（ａ）の多節リンク膝継手１００の膝部１０が最大屈曲状態から伸展動作を行う様子を示す。この場合、伸展動作に伴って上昇する下方ピストン６６２を上方から支持する第１圧力室６２１が膝部１０の伸展動作に対して回転抵抗を付与する。

図７（ｂ）、図１０（ｂ１）（ｂ２）で示したように、シリンダ６２と、ピストン６６と、ピストンロッド６４と、コネクティングロッド６５は、大腿接続部３２と下腿部１２を相互に連結すると共に、シリンダ６２内におけるピストン６６の位置に応じた作動流体による抵抗を大腿接続部３２および下腿部１２の相対回転に対して付与する回転抵抗付与部を構成する。また、図９に示される制御部４４、センサ８１、伸展側バルブ９３、屈曲側バルブ９５、伸展側モータ９７、屈曲側モータ９８等の機能部品は、多節リンク膝継手１００の使用者の歩行フェーズに応じて回転抵抗付与部が付与する抵抗を制御する。

図７（ｂ）や図８（ｂ）で示したように制御部４４を含む機能部品の一部または全部は第２シリンダ壁６３の上部の空間に配置してもよいが、図１１（ｂ）に示すように組立式の第１シリンダ壁６１の内部に格納してもよい。この例では、屈曲側バルブ９５と、それを開閉駆動する屈曲側モータ９８が第１シリンダ壁６１の内部に格納される。屈曲側モータ９８による屈曲側バルブ９５の開度の制御によって、流路９５０を介した第２圧力室６２２との間の作動流体の流れが制御されるため、第２圧力室６２２がピストン６６ひいては膝部１０に付与する屈曲抵抗を制御できる。

なお、比較例としての図１１（ａ）における下部ピストンロッド６７が伸展補助ばね６７２より小径の柱状に形成されるのに対して、図１１（ｂ）における下部ピストンロッド６７は伸展補助ばね６７２より大径の筒状に形成される。このため、図１１（ｂ）では伸展補助ばね６７２を筒状の下部ピストンロッド６７に下方から挿入できる。伸展補助ばね６７２の上端は下部ピストンロッド６７の内部に固定されて、当該下部ピストンロッド６７を上方に付勢する。具体的には、伸展補助ばね６７２の上端は、下部ピストンロッド６７の内部を上下に仕切るように閉塞する壁（図１１（ｂ）では屈曲側バルブ９５および屈曲側モータ９８の格納部の背後に隠れて図示されない）に接触して上方から支持されると共に、この壁を介して下部ピストンロッド６７を上方に付勢する。このように、機能部品としての屈曲側バルブ９５や屈曲側モータ９８は、下腿部１２側の第１シリンダ壁６１の内部であって、伸展補助ばね６７２の周囲に設けられる。

図１１（ｂ）では機能部品を内部に格納する第１シリンダ壁６１の上下方向の寸法が大きくなってしまうが、コネクティングロッド６５とピストンロッド６４の連結部６８をピストンロッド６４の上端より下方に設けた構成、および、伸展補助ばね６７２と下部ピストンロッド６７の固定点を下部ピストンロッド６７の下端より上方に設けた構成によって、多節リンク膝継手１００全体の上下方向の寸法Ｌ（大腿接続部３２の上端と下腿部１２の下端の間の距離）を比較例としての図１１（ａ）と同等に保つことができる。一方、前述したように、比較例の図１１（ａ）の前後方向の寸法は、シリンダ装置６０の前方に配置せざるを得ない第３軸２８によって図１１（ｂ）より大きくなる。このように、図１１（ｂ）によれば、第１シリンダ壁６１の内部に格納される機能部品によって多節リンク膝継手１００を高機能化できるだけでなく、前後方向および上下方向にコンパクトに多節リンク膝継手１００を構成できる。

図１２（ｂ）は、機能部品の他の例として、第２圧力室６２２による屈曲抵抗の段階的制御機構を、組立式の第１シリンダ壁６１の内部に格納した例を示す。下部ピストンロッド６７には、ピストン６６側すなわち上側の大径ロッド部６７１と、第１シリンダ壁６１側すなわち下側の小径ロッド部６７２が設けられる。また、第１シリンダ壁６１に設けられる段階的制御機構は、第２圧力室６２２の下方に連続して設けられ大径ロッド部６７１が挿入される大径部６１３と、大径部６１３の下方に連続して設けられ小径ロッド部６７２が挿入される小径部６１４と、第２圧力室６２２内および大径部６１３の上部の作動流体の流れを制御する第１屈曲側バルブ９５１と、大径部６１３の下部の作動流体の流れを制御する第２屈曲側バルブ９５２を備える。なお、図示は省略するが、第１屈曲側バルブ９５１および第２屈曲側バルブ９５２をそれぞれ開閉駆動するモータを組立式の第１シリンダ壁６１の内部に格納してもよい。

図示のようにピストン６６が上方にある伸展状態では、第２圧力室６２２と大径部６１３が連通して一つの大きな圧力室を構成する。この大きな圧力室によって膝部１０に付加される屈曲抵抗は、第１屈曲側バルブ９５１および／または第２屈曲側バルブ９５２の開度によって制御可能である。図１２（ｂ）の伸展状態から膝部１０が屈曲し、下部ピストンロッド６７が下降して大径ロッド部６７１が大径部６１３を塞ぐと、二つの圧力室が上下に形成される。上方の圧力室は、大径ロッド部６７１の外周面、シリンダ６２の内周面、ピストン６６の下面、大径部６１３または第１シリンダ壁６１の上面によって区画され、下方の圧力室は、小径ロッド部６７２の外周面、大径部６１３の内周面、大径ロッド部６７１の下面、大径部６１３の底面によって区画される。上方の圧力室による屈曲抵抗は第１屈曲側バルブ９５１の開度によって制御可能であり、上方の圧力室による屈曲抵抗は第２屈曲側バルブ９５２の開度によって制御可能である。このような構成によれば、膝部１０の屈曲角度が小さい場合と大きい場合で、膝部１０に屈曲抵抗を付与する圧力室の構成を切り替えられるため、多節リンク膝継手１００の使用者の歩行フェーズに応じて屈曲抵抗をきめ細かく制御できる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施形態の多節リンク膝継手１００では、シリンダ装置６０が下腿部１２に固定され、そのピストンロッド６４と大腿接続部３２を連結するコネクティングロッド６５が設けられたが、シリンダ装置６０が大腿接続部３２に固定され、そのピストンロッド６４と下腿部１２を連結するコネクティングロッド６５が設けられてもよい。この場合、図６と上下が逆になり、ピストンロッド６４とコネクティングロッド６５の連結部６８が、ピストンロッド６４における下腿部１２側の下端からピストン６６側の上端に向かって所定距離Ｄ離れた位置に設けられる。また、図７および図８と上下が逆になり、下腿部１２側の第２シリンダ壁６３の下部の空間に回転軸、センサ、バンパー、モータ、制御基板、バッテリ等の多節リンク膝継手１００の機能部品を配置できる。

図１１（ｂ）および図１２（ｂ）の多節リンク膝継手１００では、下腿部１２側の第１シリンダ壁６１がシリンダ６２に対して下方から着脱可能な組立式になっており、その内部に多節リンク膝継手１００の機能部品が格納されたが、大腿接続部３２側の第２シリンダ壁６３をシリンダ６２に対して上方から着脱可能な組立式として、その内部に多節リンク膝継手１００の機能部品の一部または全部を格納してもよい。上方の第２シリンダ壁６３に機能部品を格納することで下腿部１２の先端側（下端側）の質量が小さくなるため、下腿部１２にかかる遠心力を低減して歩行の安定性を向上させることができる。なお、図１２（ｂ）に示した屈曲抵抗の段階的制御機構は下方の第１シリンダ壁６１に設ける必要があり、それを制御する制御基板やモータが上方の第２シリンダ壁６３に格納される場合は、両シリンダ壁を上下方向に接続する配線等が設けられる。

図６、図７（ｂ）、図８（ｂ）で示した、コネクティングロッド６５の連結部６８をピストンロッド６４の上端から下端に向かって所定距離Ｄ離れた位置に設ける、という技術的思想は、図７（ａ）や図８（ａ）の二つのピストン６６１、６６２を備える多節リンク膝継手１００にも適用できる。具体的には、図７（ａ）や図８（ａ）において上方ピストン６６１の上部に設けられた上下方向に短尺のピストンロッド６４を、図７（ｂ）や図８（ｂ）と同様の上下方向に長尺の部材とし、その上端から下端に向かって所定距離Ｄ離れた位置にコネクティングロッド６５を連結すればよい。

図１１（ｂ）および図１２（ｂ）で示した、シリンダ壁の内部に使用者の歩行フェーズに応じて回転抵抗付与部が付与する抵抗を制御する制御部または機能部品を格納する、という技術思想は、図１１（ａ）や図１２（ａ）の二つのピストン６６１、６６２を備える多節リンク膝継手１００にも適用できる。具体的には、図１１（ａ）や図１２（ａ）において上方ピストン６６１および下方ピストン６６２に挟まれる中央のシリンダ壁６９の内部に、センサ、バルブ、モータ、制御基板、バッテリ等の多節リンク膝継手１００の回転抵抗制御用の機能部品を格納すればよい。

実施形態では、複数の回転軸２４、２６、２８、２９と複数の前後部リンク２０、２２を備える多節リンク膝継手１００について説明したが、回転軸は少なくとも一つあればよく前後部リンクは必ずしも必要ない。従って、本発明は大腿接続部３２と下腿部１２を一つの回転軸で単純に連結した単軸構成の膝継手にも適用可能である。

なお、実施形態で説明した各装置の機能構成はハードウェア資源またはソフトウェア資源により、あるいはハードウェア資源とソフトウェア資源の協働により実現できる。ハードウェア資源としてプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。

本明細書で開示した実施形態のうち、複数の物体で構成されているものは、当該複数の物体を一体化してもよく、逆に一つの物体で構成されているものを複数の物体に分けることができる。一体化されているか否かにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。

本明細書で開示した実施形態のうち、複数の機能が分散して設けられているものは、当該複数の機能の一部又は全部を集約して設けても良く、逆に複数の機能が集約して設けられているものを、当該複数の機能の一部又は全部が分散するように設けることができる。機能が集約されているか分散されているかにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。

１０ 膝部、１２ 下腿部、１４ 制御装置、２４ 第１軸、２６ 第２軸、２８ 第３軸、３０ 第４軸、３１ 第５軸、３２ 大腿接続部、４４ 制御部、６０ シリンダ装置、６１ 第１シリンダ壁、６２ シリンダ、６３ 第２シリンダ壁、６４ ピストンロッド、６５ コネクティングロッド、６６ ピストン、６７ 下部ピストンロッド、６８ 下軸（連結部）、６９ シリンダ壁、８１ センサ、８２ バンパー、９３ 伸展側バルブ、９５ 屈曲側バルブ、９７ 伸展側モータ、９８ 屈曲側モータ、１００ 多節リンク膝継手、６１３ 大径部、６１４ 小径部、６２１ 第１圧力室、６２２ 第２圧力室、６６１ 上方ピストン、６６２ 下方ピストン、６７１ 大径ロッド部、６７２ 小径ロッド部、９５１ 第１屈曲側バルブ、９５２ 第２屈曲側バルブ。

Claims (15)

1. 大腿部側に設けられる大腿接続部と、
   少なくとも一つの回転軸を介して前記大腿接続部に対して回転可能に連結される下腿部と、
   前記大腿接続部および前記下腿部の一方に固定されて作動流体が封入されるシリンダと、
   前記シリンダ内において前記大腿接続部側と前記下腿部側の間を移動可能に設けられるピストンと、
   前記シリンダ内に設けられて前記ピストンの前記大腿接続部および前記下腿部の他方側の移動限界を定めるシリンダ壁と、
   前記ピストンから前記大腿接続部および前記下腿部の他方に向かって延び、前記シリンダ壁を貫通するピストンロッドと、
   前記ピストンロッドと前記大腿接続部および前記下腿部の他方を連結するとともに、前記ピストンロッドにおける前記大腿接続部および前記下腿部の他方側の他端から前記ピストン側の一端に向かって所定距離以上離れた連結部で当該ピストンロッドと連結されるコネクティングロッドと、
   を備え、
   前記ピストンが前記大腿接続部および前記下腿部の一方側の限界位置にある際、前記コネクティングロッドと前記ピストンロッドの連結部は、前記シリンダ壁と前記ピストンの間に位置する、
   膝継手。
2. 前記ピストンロッドは、筒状部を含み、
   前記コネクティングロッドと前記ピストンロッドの連結部は、当該ピストンロッドの前記筒状部の内側に設けられる、
   請求項１に記載の膝継手。
3. 大腿部側に設けられる大腿接続部と、
   少なくとも一つの回転軸を介して前記大腿接続部に対して回転可能に連結される下腿部と、
   前記大腿接続部および前記下腿部の一方に固定されて作動流体が封入されるシリンダと、当該シリンダ内において前記大腿接続部側と前記下腿部側の間を移動可能に設けられるピストンと、前記シリンダ内に設けられて前記ピストンの移動限界を定めるシリンダ壁と、前記ピストンと前記大腿接続部および前記下腿部の他方を連結するロッド部と、を備え、前記シリンダ内における前記ピストンの位置に応じた前記作動流体による抵抗を前記大腿接続部および前記下腿部の相対回転に対して付与する回転抵抗付与部と、
   前記シリンダ壁に格納され、使用者の歩行フェーズに応じて前記回転抵抗付与部が付与する抵抗を制御する機能部品と、
   を備える膝継手。
4. 前記機能部品は、前記ピストンまたは前記シリンダ壁が前記シリンダ内を区画することで形成される前記大腿接続部および前記下腿部の一方側の第１圧力室および前記大腿接続部および前記下腿部の他方側の第２圧力室の少なくともいずれかと接続される前記作動流体の流路を開閉可能なバルブを開閉駆動するモータを含む、請求項３に記載の膝継手。
5. 前記シリンダ壁は、前記大腿接続部および前記下腿部の一方側の第１シリンダ壁と、前記大腿接続部および前記下腿部の他方側の第２シリンダ壁と、を備え、
   前記ピストンは、前記第１シリンダ壁と前記第２シリンダ壁の間を移動可能に設けられ、
   前記機能部品は、前記第１シリンダ壁および前記第２シリンダ壁の少なくともいずれかに格納される、
   請求項３または４に記載の膝継手。
6. 前記ロッド部は、前記ピストン側の大径ロッド部と、前記機能部品が格納されるシリンダ壁側の小径ロッド部と、を備え、
   前記機能部品は、前記大径ロッド部が挿入される大径部と、前記小径ロッド部が挿入される小径部と、を含む、
   請求項５に記載の膝継手。
7. 前記ロッド部は、前記下腿部側のシリンダ壁を貫通する筒状のピストンロッドを備え、
   上端が前記ピストンロッドの内部に固定されて当該ピストンロッドを上方に付勢する伸展補助ばねが更に設けられる、
   請求項５または６に記載の膝継手。
8. 前記機能部品は、前記下腿部側のシリンダ壁の内部であって、前記伸展補助ばねの周囲に設けられる、請求項７に記載の膝継手。
9. 前記第１シリンダ壁および前記第２シリンダ壁の少なくとも一方は前記シリンダに対して着脱可能である、請求項５から８のいずれかに記載の膝継手。
10. 前記下腿部側のシリンダ壁が前記シリンダに対して着脱可能である、請求項９に記載の膝継手。
11. 前記大腿接続部側のシリンダ壁の上部に前記回転軸が設けられる、請求項１０に記載の膝継手。
12. 前記大腿接続部側のシリンダ壁の上部に機能部品が設けられる、請求項１０または１１に記載の膝継手。
13. 前記シリンダ壁は、前記シリンダ内を上下に区画し、
    前記ピストンは、前記シリンダ壁を上下から挟んで連結されて移動可能に設けられる二つのピストンを備え、
    前記ロッド部は、前記大腿接続部および前記下腿部の他方側の前記ピストンと当該他方を連結する、
    請求項３または４に記載の膝継手。
14. 大腿部と、
    前記大腿部側に設けられる大腿接続部と、
    少なくとも一つの回転軸を介して前記大腿接続部に対して回転可能に連結される下腿部と、
    前記大腿接続部および前記下腿部の一方に固定されて作動流体が封入されるシリンダと、
    前記シリンダ内において前記大腿接続部側と前記下腿部側の間を移動可能に設けられるピストンと、
    前記シリンダ内に設けられて前記ピストンの前記大腿接続部および前記下腿部の他方側の移動限界を定めるシリンダ壁と、
    前記ピストンから前記大腿接続部および前記下腿部の他方に向かって延び、前記シリンダ壁を貫通するピストンロッドと、
    前記ピストンロッドと前記大腿接続部および前記下腿部の他方を連結するとともに、前記ピストンロッドにおける前記大腿接続部および前記下腿部の他方側の他端から前記ピストン側の一端に向かって所定距離以上離れた連結部で当該ピストンロッドと連結されるコネクティングロッドと、
    を備え、
    前記ピストンが前記大腿接続部および前記下腿部の一方側の限界位置にある際、前記コネクティングロッドと前記ピストンロッドの連結部は、前記シリンダ壁と前記ピストンの間に位置する、
    義足。
15. 大腿部と、
    前記大腿部側に設けられる大腿接続部と、
    少なくとも一つの回転軸を介して前記大腿接続部に対して回転可能に連結される下腿部と、
    前記大腿接続部および前記下腿部の一方に固定されて作動流体が封入されるシリンダと、当該シリンダ内において前記大腿接続部側と前記下腿部側の間を移動可能に設けられるピストンと、前記シリンダ内に設けられて前記ピストンの移動限界を定めるシリンダ壁と、前記ピストンと前記大腿接続部および前記下腿部の他方を連結するロッド部と、を備え、前記シリンダ内における前記ピストンの位置に応じた前記作動流体による抵抗を前記大腿接続部および前記下腿部の相対回転に対して付与する回転抵抗付与部と、
    前記シリンダ壁に格納され、使用者の歩行フェーズに応じて前記回転抵抗付与部が付与する抵抗を制御する機能部品と、
    を備える義足。

Images