JP3399973B2 - 義 足 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、概ね足部の人工器官に
係り、一層詳細には、足部分及び踵部分の一体に構成さ
れた構造、或いはまた、補助的な足首構造であって前記
の人工器官の可撓性を選択的に決定でき且容易に変更で
きるようにする構造を特徴とする義足に係る。また、本
発明は、前記足部の人工器官を補助的な支柱管へ取付け
るための改良された結合部を含んでいる。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術に於て、足部の人工器官に於
ける問題を解決するとされている種々の形式の機械的な
装置が多くある。初期の装置のうちの典型的なものは、
ランジ（Ｌange）の米国特許第２，０７５，５８３号に
記載されている装置であり、この装置は、硬い金属コア
に作動的な関係に取付けられたゴム状体を含んでいる。
この分野に於ける最も新しく開発されたもののうちの例
としては、ポギ（Ｐoggi）の米国特許第４，６４５，５
０９号に記載された義足がある。この特許の教示する義
足は、比較的大きな重量比を有する頑丈なキール若しく
は梁を含んでおり、かかるキール若しくは梁が、歩行
中、走行中、跳躍中等に於て装着者の身体による荷重に
反作用し、これにより蓄積されたエネルギを放出して、
装着者の正常な歩行を補償する足部の上昇力と推力とを
生成するよう意図されたものである。

【０００３】しかしながら、これらの従来の装置の各々
は、重大な欠点を有している。特に、ランジの人工器官
の構成部品は、重過ぎ、又、硬過ぎるものであり、ポギ
による人工器官の構成部品は、人間の足部に特徴的な応
力応答を有する歩行特性について正確に応えるのには、
重過ぎ、又、頑丈過ぎるものである。

【０００４】真に成功した義足を作り出すことができな
い主な要因の一つは、従来の技術が、実際の人間の足の
骨格及び筋肉の構成要素の構造的な様相を複製すること
に執着しているということである。多くの場合、上記の
ポギの特許に例示されている如く、足部の爪先の部分ま
でも、その形に似せた構造を構成することによって人間
の足を複製しようとする試みがなされている。このよう
に、従来の技術は、人間の足の機械的な要素に執着する
ことにより、人間の足の構成要素を複製するという試み
に制限されており、かかる傾向は、特にガジョー（Ｇaj
dos ）の米国特許第３，３３５，４２８号に於て例示さ
れている。

【０００５】１９９１年８月６日付にて発行された本発
明者による米国特許第５，０３７，４４４号は、前足部
分と踵部分とが、永久的に若しくは取外しできるように
互いに結び付けられ、前足部分と踵部分との双方が、同
様に構成された前足部分と踵部分とに容易に交換できる
ようになっていることを特徴とする義足に関連した或る
概念を開示している。この特許の義足では、前足部分及
び踵部分を交換することできるということにより、装着
者の足の寸法若しくは装着者の歩幅及び重量に適合する
よう義足の寸法を調節することができ、或いは、種々の
ばね率を受入れることができるようになっている。従っ
て、装着者は、ばね率及び寸法の組合せをほぼ無限の範
囲内で選択することができるようになり、従来の人工器
官では得られなかった自然な歩幅と歩行中の弾力性とが
得られることとなるのである。本発明者による米国特許
第５，０３７，４４４号の発明は、人工器官を支柱へ取
付けるための水平な取付け表面を有しているのである
が、この水平な取付け表面は、製造が困難であり且費用
がかかる上に、人工器官の寸法、重量及び動作に関して
或る程度の制限を与えることとなる。本発明によれば、
かかる制限は存在しない。

【０００６】

【発明の概要】以上のことから、本発明の一つの目的
は、足部の人工器官であって、前足部分と踵部分とが永
久的に若しくは取外しできるように互いに取付けられて
おり、該前足部分が、上方へ延在し製作の容易性と回転
に対する抵抗性とを提供する取付部分を有しており、前
足部分と踵部分とが、同様に構成された前足部分及び踵
部分と容易に交換され、装着者の足の寸法若しくは装着
者の歩幅及び重量に適合するよう寸法を調整することが
でき若しくは種々のばね率を受入れることができるよう
になっており、更なる調整が補助足首ばね部材を用いる
ことによって行われるよう構成されていることを特徴と
する足部の人工器官を提供することである。これによ
り、装着者は、ばね率と寸法とをほぼ無限通りに組合せ
て選択することができるようになり、正常な歩幅と歩行
に於ける弾力性とが達成されることとなる。このような
ことは、従来の技術には於ける人工器官では得られなか
ったことである。

【０００７】本発明のもう一つの目的は、爪先部とアー
チ部と曲線状の足首部と上方へ延在する取付部とを有
し、これら全ての部がその厚さについてテーパを付ける
必要なく構成されている交換可能な若しくは永久的な前
足部分を有する前記の如き特徴を有する義足を提供する
ことである。また、前記の義足に於ては、前足部分のア
ーチ部と爪先部とが交わる部分に安定に取付けられてい
る取付部分と前足部分の曲線状の足首部及び取付部を越
えて延在する踵部とを有する踵部分が含まれている。踵
部は、前足部分の曲線状足首部及び取付部を越えて延在
している。

【０００８】前記の如く、前足部分を種々の寸法及びば
ね率にて提供することができ、補助足首部材を用いるこ
とができるようになっているので、装着者の歩き方、重
量及び運動の程度に合わせて調節が容易に行われるよう
になっている。同様に、前足部分が義足の踵部分に取外
しできるよう取付けられている場合であれば、種々のば
ね率を有する種々の寸法の踵部分を前足部分と作動的な
関係にて装着できるようになる。

【０００９】本発明のもう一つの目的は、前記の如き特
徴を有する義足であって、該義足の前足部分及び踵部分
の双方がカプセル化するポリマによって作動的な関係に
維持された重畳された層から製作され、補助足首部材が
同様に製作され得るようになっており、更に前記の前足
部分の爪先部、アーチ部、足首部及び取付部と、前記の
補助足首部材の取付部とが、前記前足部分の対応する爪
先部、アーチ部、足首部及び取付部と、前記踵部分の前
記踵部と、前記補助足首部材の取付部とに於ける層の数
及びポリマによって決定される曲げ応力を受入れること
ができるようになっている義足を提供することである。
かくして、種々の部分及びそれらの各部は、ポリマ内に
カプセル化され、該義足の使用中に於てそれらに足首の
荷重がかかった際にばね応力応答できるようになってい
る。

【００１０】本発明の更なる目的は、前記の如き特徴を
有する義足に於ける前足部分であって、連続的で、一体
的に且同時に形成された爪先部、アーチ部、足首部及び
取付部からなる前足部分を提供することであり、これら
各部は、重畳された補強層を前記前足部分について望ま
れた形状に維持したものをポリマ含浸することによって
一体的な構造として製作され、前記の爪先部、アーチ
部、足首部及び取付部が、ばね応力により生成されたエ
ネルギを蓄積することができるようになっており、爪先
部に曲げモーメントを与えることにより、ばね応力が、
前記の前足部分のアーチ部及び曲線状の足首部を通過し
て前足部分の取付部へ均一に伝達するようになってい
る。

【００１１】別の態様として、細かく切断された繊維若
しくはその他の好ましい補強材料が、前記の層の代わり
に若しくはかかる層に加えて利用されてよい。

【００１２】本発明のもう一つの目的は、前記の如き義
足であって、前記前足部分の曲線状の足首部が、上方に
在る取付部によって構成されている上方先端と前記アー
チ部へ延在し該アーチ部を構成する下方先端とを有し、
該下方先端と前記の曲線状の足首部と前記の上方の取付
部とが、それらの部の長手方向の軸線について横方向に
概ね均一な厚さを維持している義足を提供することであ
る。同様に、前記の踵部分とその種々の部は、それらの
長手方向軸線について横方向に概ね均一な厚さに構成さ
れる。

【００１３】本発明の更なる目的は、前記の如き補助足
首取付部であって、前記前足部分の足首部に取付けられ
て、前記前足部分の爪先部にかかる荷重に対する該足首
部の抵抗性を増大する補助足首部材の取付部を提供する
ことである。補助足首部材の概念は、種々のばね率によ
って特徴付けられた足首部材を提供することを含む。こ
の補助足首部材により、義足を用いる個々の装着者の重
量、運動の程度及びその他の特性に合せて足首部の撓み
に対する抵抗性を正確に調節することができるようにな
る。前記の繊維性の層をカプセル化するために用いられ
るポリマは、柔軟性及び可鍛性を有するものであり、こ
れにより、前足部分と踵部分とは、前足部分とそれに隣
接する表面との係合に比例して撓み、その結果生ずるエ
ネルギが蓄積され、続いて放出され、その際に、装着者
の推力成分及び上昇力成分を含む歩行により蓄積された
エネルギが利用され、この結果、装着者によって消費さ
れるエネルギを低減することとなる。前足部分のなだら
かな撓みを達成するために該前足部分の爪先部の梃腕を
短くすると剛性がなだらかに増大する。

【００１４】本発明の更に追加的な目的は、装着者の足
へ取付けられる補助的な支柱管へ前記の如き特徴を有す
る義足を取付けるための改良された結合機構を提供する
ことである。義足へ美容上の局面を施すために、該義足
を適切に適用し、これにより前足部分及び踵部分と補助
足首部材とが適切に調和され且適当な寸法となっている
ことを確実にした後で、義足を通常の靴と共に容易に用
いることができるようにするべく、該義足を適当に足の
形状に似せて象られたシュラウド（カバー）内にカプセ
ル化してもよい。かかるシュラウドは、義足の前足部分
と、踵部分と、補助足首部材との自由な運動及び屈曲作
用を妨げないように充分な可撓性を有していなければな
らない。しかし、義足の本来の弾力性及び応力吸収特性
により、かかるシュラウドの補助的なクッション作用は
殆んど必要とされない。

【００１５】従って、本発明の義足は、非常に軽量であ
り、与えられた荷重に対して素早く応答し、同様に装着
者の歩行により蓄積されたエネルギが放出されるべきで
あることが指示された場合に瞬間的に蓄積されたエネル
ギを分配するようになっていることを特徴としている。
更に、義足は、慣用的な補助支柱及び結合部に作動的な
関係にて容易に装着され、また、前足部分と踵部分と補
助足首部材の特性とを組合せることによって、装着者の
必要に対して最良な作動的な応答ができるように微調整
できるようになっている。

【００１６】従って、義足の装着者は、過去に於て、従
来の技術の構造的な制限及びこれに対応する動作特性に
より不可能であった広い範囲の運動が行えるようにな
る。走行、跳躍及びその他の運動は、本発明の義足によ
って保証され、本発明の義足は装着者の正常な足と同様
の態様にて用いられることとなる。

【００１７】本発明のその他の目的及び利点は以下の記
載及び添付の図面から明らかになるであろう。しかし、
これらの説明及び図面は単に例示するためのものであ
る。

【００１８】

【実施例】図面、特に図１及び図２を参照すると、本発
明の教示するところにより構成された足部の人工器官
（義足）１０が示されている。義足は、前足部分８０及
び踵部分８４とを含んでおり、これらは、荷重を伝達す
る金属製板１０６に取付けられたボルト及びナットの組
合せ１０４によって互いに作動的に且取外しができるよ
うに接続されている。もし必要であれば、かかる前足部
分及び踵部分は、互いに永久的に安定的に取付けられて
いてよく、かかる取付けはエポキシ接着剤等によりなさ
れる。

【００１９】義足１０の前足部分８０は、実質的に硬い
上方取付部９２と、曲線状の足首部９４と、アーチ部９
６と、爪先部８２とを含んでいる。前足部分８０の各部
９２、９４、９６及び８２は、好ましくは、互いに一体
的に形成され、可撓性を有する硬化されたポリマ内に埋
め込まれた複数個の層を含むことにより、同時に成形さ
れる。もう一つの態様として、細かく切断された繊維若
しくはその他の適当な補強材料が、前記の層の代わり
に、若しくは、かかる層に加えて用いられてよい。

【００２０】取付部９２は、中央に設けられた二つの開
口部８８（図４）を含んでいる。取付部９２は、実質的
に硬く、義足の前足部分８０及び踵部分８４によって該
取付部へ作用するねじれ荷重、衝撃荷重及びその他の荷
重に耐えることができるようになっている。更に、該取
付部９２の本来の剛性により、これに作用する前記の荷
重を、開口部８８を介して支柱結合部９０へ組み付けら
れているボルト及びナットの組合せ９８によって、適当
な義足用の補助的な支柱３０へ効果的に伝達するように
なっている。ねじ１００若しくはその他の適当な取付手
段が、補助支柱３０を結合部９０内に安定に取付けてい
る。

【００２１】図１−図４の実施例に於て、補助足首部材
８６が、結合部９０と前足部分８０との間に装着され、
該補助足首部材８６の取付部１０２の中央に設けられた
開口部を用いることにより前足部分の足首部９４に作動
的な関係にて固定されている。取付部１０２内の開口部
は、実質的に前足部分の取付部９２の開口部に整合して
いる。ボルト及びナットの組合せ９８が種々の構成要素
を前記の如き作動的な関係に保持している。別の態様と
して、補助足首部材８６が取付部９２の後側表面へ安定
に取付けられていてもよい。

【００２２】好ましい実施例に於て、ボルト及びナット
の組合せ１０４は、荷重を分配する金属製板１０６と共
に、踵部分８４を前足部分８０に作動的な関係にて安定
に取付ける機能を果している。このように前足部分８０
と踵部分８４とが付着されていることにより、選択され
た踵部分８４を選択された前足部分８０に作動的な関係
にて組立てること若しくはこれらの組立体を分解するこ
とが容易になり、かくして、広範囲の寸法及び応力荷重
応答特性を互いに関連させて、前足部分８０及び踵部分
８４に於ける機能的な最良の調和が達成されることとな
る。

【００２３】補助足首部材８６は、前足部分８０の可撓
性を低減するために用いることができる。補助足首部材
８６は、義足１０の種々の部分と同一の特性を有する繊
維性の層から形成される。好ましい実施例に於ては、補
助足首部材８６は、結合部９０と前足部分８０の上側取
付部９２とに、好ましくはそれらの間に於て、作動的に
取付けられる取付部１０２を含んでいる。補助足首部材
８６は、好ましくは、前記の結合部９０とボルト及びナ
ットの組合せ９８との組立体を介して前足部分８０の曲
線状の足首部９４に作動的な関係にて固定される。補助
足首部材８６は、取付部１０２の反対側の端に於て、テ
ーパ部１０８を有しており、かかるテーパ部１０８が設
けられていることにより、補助足首部材８６の可撓性は
長さ方向に沿って変化し、また、以下に於てより完全に
説明される如く、補助足首部材８６が、前足部分８０と
義足の美容用カバーと協働的な関係にて捕捉される、即
ち束縛されたりするといったことが低減される。別の態
様に於ては、当業者に理解される如く、かかるテーパ付
けは、本発明の実施に於て必ずしも必要とされるもので
はなく、従って、補助足首部材８６は、その長さ方向に
沿って比較的均一な厚さにて提供されてもよい。

【００２４】好ましい実施例に於て、補助足首部材８６
は、曲線状の足首部９４の内側径に対して安定に取付け
られ、以下に於てより完全に記載される如く、前足部分
８０の爪先部８２に於ける上方への振れにより、最終的
に、足首部９４が変形するのと同時に補助足首部材８６
が変形し、効果的に補助足首部材８６の変形に対する抵
抗性及びエネルギを蓄積することについての特性が、足
首部９４のそれらの特性と結び付くこととなる。別の態
様として、補助足首部材８６が取付部９２の後側表面へ
安定に取付けられ、更に、補助足首部材のテーパ部１０
８が足首部９４の下側表面６２へ安定に取付けられて、
前記の如き望ましい結合、即ち、補助足首部材８６の変
形についての抵抗性及びエネルギ蓄積の特性と足首部９
４のそれらの特性との結合が達成される。

【００２５】補助足首部材８６は、種々の数の層により
構成され、足首部９４を通って伝達される荷重に対して
多少応動するようにしてもよい。従って、前足部分８０
の基本的な構造、特に足首部９４は、装着者に於ける種
々の例外的な状況、例えば過重状態若しくは運動の程度
が過剰である場合に、材質的に修正されてよく、装着者
の必要に応じて正確に調整された前足部分の動作を提供
することができる。更に、個々の装着者について、種々
の補助足首部材８６が利用可能であり、これにより、義
足の可撓性を装着者が経験する特定の運動に基いて調節
することができるようになるのである。

【００２６】前記の如く、美容用カバー（図示せず）
が、前足部分８０及び踵部分８４と任意の補助足首部材
８６との組立が最良に達成された後で、義足１０を包む
べく設けられてよい。しかしながら、美容用カバーは、
従来のものとは違い、低密度に形成されたポリマから形
成されてよく、如何なる補助的な衝撃吸収機能若しくは
その他の応力断絶機能を果す必要はない。何故なら、義
足に作用する全ての荷重は、以下により詳細に記載され
る態様にて吸収され、伝達され、再度放出されるように
なっているからである。

【００２７】図１−図２に於てより良く示されているよ
うに、ボルト及びナットの組合せ１０４は、荷重を分配
する金属製板１０６と共に、踵部分８４を義足１０の前
足部分８０に作動的な関係にて安定に取付ける機能を果
す。前記の如く取付けることにより、選択された踵部分
８４を選択された前足部分８０に作動的な関係にて組立
てること若しくはこの組立体を分解することを容易に
し、これにより広範囲の種々の寸法及び応力荷重応答特
性を互いに関連させて、前足部分８０及び踵部分８４と
の間の機能的な最良の調和を達成し、義足の装着者の要
求を最大限度まで受入れ、また、義足１０を、選択され
た補助支柱３０若しくはそれと同様なものに適切に係合
することができるようになるのである。

【００２８】図１に於てより良く示されている如く、前
足部分８０は、爪先部８２と、アーチ部９６と、曲線状
の足首部９４と取付部９２とを含んでいる。踵部分８４
は、取付部２２と義足１０の前足部分の取付部９２の最
も後側にある表面５８を越えて延在する後方先端５６を
好ましくは有する踵部２８とを含んでいる。前足部分８
０のアーチ部９６に於ける会合孔（図示せず）と踵部分
８４とは、対応するボルト及びナットの組合せ１０４を
受入れ、前記の如く前足部分８０と踵部分８４を組立て
ること及び分解することを容易に行えるようにする。好
ましい実施例に於て、前足部分８０の種々の部は全て、
それらの厚さにテーパを付ける必要なく構成されてよ
い。しかしながら、当業者に於て理解されることである
が、本発明はかかるテーパを付けられていない構造に制
限されるものではない。

【００２９】前足部分８０の足首部９４の下側表面６２
と踵部２８の上側表面６４との間には、楔型形状のばね
動作機能を果すブロック７０が挾まれており、かかるブ
ロック７０が踵部２８の梃腕を決定し、足首部９４の下
側表面６２と踵部２８の上側表面６４とを互いに隔離す
る。ブロック７０は、天然ゴム及び剛性ゴム等を含む種
々の弾性材料から製作されてよい。

【００３０】前足部分８０と踵部分８４と補助足首部材
８６とを製作するのに用いられる材料は、エネルギを蓄
積し、弾力性を有し、ばねの如き効果を提供するような
材料でなければならない。このことは、義足１０が隣接
する表面に係合する毎に、該義足１０上に圧縮荷重、ね
じれ荷重及びその他の荷重が作用し、これらが義足内に
蓄積されていなければならず、その後に、装着者の歩行
に応じて、前記の表面へ逆に与えられ、理想的には、義
足１０の装着者の損傷されていない肢の振舞いの全てに
ついて模倣する自然な振舞いを達成するのに必要である
からである。

【００３１】前足部分８０と踵部分８４と補助足首部材
８６は、好ましくは一体の構成要素として成形され、そ
れらに係る応力を均一に吸収するよう注意深く形成され
る。前足部分８０と踵部分８４の双方の形状は、最も重
要であり、これらの部分８０及び８４を製作するために
用いられる細かく切断された繊維、層若しくは他の補強
材料とポリマ若しくは複数のポリマは、弾性を有し、前
記の如き圧縮応力、ねじれ応力及びその他の応力を吸収
することができるようになってなければならず、又、前
記の如き応力により生成された蓄積されたエネルギを、
初めに義足１０上にかかる応力を与えた被衝撃表面（義
足に隣接する表面）へ自然な態様にて放出することがで
きるようになっていなければならない。

【００３２】義足１０上に作用する相当に大きい応力及
び繰返しの荷重に耐えられるポリマの数は、特に義足１
０が普通に毎日使用される間中、荷重が数え切れないほ
ど繰返し義足上へ作用するということを考慮すると、或
る限られた数となっているということが見出されてい
る。

【００３３】現在のところ、義足に用いるのに最も適し
た材料は、高強度のエポキシ熱硬化性樹脂系に高強度の
グラファイト繊維を混合した複合材料である。その理由
の幾つかは次の如くである。即ち、（１）高強度、
（２）他の材料に比較してグラファイトの重量に対する
強度の比率、（３）入力エネルギ、即ち蓄積されたエネ
ルギをほぼ完全に変換すること、（４）軽量、（５）高
疲労強度、（６）最少クリープ。別の利用可能な材料と
しては、繊維ガラス／エポキシが適当な選択であるが、
疲労強度が低く、密度が高いので、グラファイトほど良
好な結果は得られない。ケブラ（Ｋevlar ）は、上記の
材料のうちで最も低い密度を有するのであるが、圧縮強
度及び剪断強度に乏しいので、同様に受入れ難いもので
ある。

【００３４】上記のポリマと細かく切断された繊維若し
くは層について重要な局面は、これらは、荷重が作用し
ている状況に於て、必要な、しかし過剰ではない屈曲変
位をするということを特徴としており、この特徴によ
り、踵部分８４及び補助足首部材８６が、それらに荷重
が作用している間に於て破壊されないよう充分な安定性
を維持しながら、義足１０に衝撃吸収応力荷重を懸ける
ことができるようになるということである。

【００３５】義足１０の前足部分８０と踵部分８４と補
助足首部材８６の構造を比較的薄いものとするために、
前記のポリマが種々の補強材料若しくは層状になった材
料と共に用いられる。種々の形式の繊維性層が、かかる
繊維性の層が埋め込まれているポリマの応力吸収及び蓄
積特性を完全にするべく、前足部分８０と踵部分８４と
補助足首部材８６の構成に必要とされる連続体を形成す
るのに用いられてよい。

【００３６】勿論、無機繊維、例えばガラス繊維若しく
は炭素繊維を含む、現在利用可能な層の形式の繊維性補
強材は多くある。これらの無機繊維は、通常、テープ若
しくはシートの形状にて提供されており、鋳型内にて容
易に重畳され、選択されたポリマ内にカプセル化するこ
とができるようになったものである。また、上記の如
く、これらのファイバは細かく切断されていても若しく
はその他の形態であってもよい。

【００３７】重畳された層若しくはその他の補強層の数
及びそれらの長さは、カプセル化するポリマの厚さと共
に、構成される前足部分８０と踵部分８４と補助足首部
材８６の応力特性を決定し、同様に、義足１０の総重量
を決定する。以下に於ける記載に於て明らかになること
であるが、個々の前足部分８０と踵部分８４と補助足首
部材８６は、種々の足の寸法、重さ及び歩幅を有する個
人に特定的に適合するよう構成され、前足部分８０と踵
部分８４と補助足首部材８６の各々の構成は、装着者の
損傷されていない肢の正常な特性に、従来では到達し得
なかった程度にまで適合するようになっている。

【００３８】更に、ブロック７０は、種々の寸法及び種
々の圧縮特性を有する材料にて提供されてよく、この結
果、踵部２８の梃腕及びそれに対応する振れが増大若し
くは低減することができるようになる。

【００３９】前記の如く、足首部９４は、上方に在る取
付部と一体に形成されており、かかる取付部は、足首部
９４の上方先端を構成し、一方、前足部分８０のアーチ
部９６の初めの部分は、足首部９４の下方先端を構成す
る。足首部９４の形状は、補助足首部材８６と共に、前
足部分８０及び踵部分８４とが隣接する表面に衝突する
際に懸かる圧縮荷重が吸収され、続いて前記表面へ逆に
懸かるようにする手段となっている。足首部９４と補助
足首部材８６は、正常な足が正常な足首関節に於て該足
首関節の横方向の軸線周りに枢動する態様と類似の態様
にて、前足部分８０が枢動する枢点と成る足首関節とし
て実質的に機能するよう構成されている。

【００４０】足首部９４と任意の補助足首部材８６との
曲線的な形状は、一致しており、該足首部９４が不適当
に過剰につぶれることを防ぎながら、前足部分の本来的
な弾力性及び撓みを提供する。

【００４１】注意されるべきことであるが、踵部分８４
の取付部２２は、実質的に硬く、踵部２８の最初の撓み
は、該踵部の後方先端５６にすぐ隣接したところで生
じ、ブロック７０にすぐ隣接したところで終了する。明
らかなことであるが、ブロック７０の寸法がより大きく
なり若しくはその弾性が小さくなると、踵部分８４の踵
部２８の梃腕が低減されることとなり、同様に、足首部
のばね率が低減されることとなる。一方、ブロック７０
の長さがより短くなり、その弾性が増すと、梃腕が増大
し、同様に、荷重がかかった状態に於ける踵部２８の振
れが増大する。

【００４２】爪先部８２と踵部２８は、義足１０の装着
者の足の寸法に一致するよう種々の長さで構成されてよ
い。種々の長さが提供される場合、爪先部８２及び踵部
２８の層の数及びテーパの厚さも同様に低減若しくは増
大されて、爪先部及び踵部の適切な屈曲作用を提供する
ことができる。注意されるべきことは、最も短い踵部２
８についても、その後側の先端５６は、好ましくは前足
部分８０の後側表面５８を越えて突出しているというこ
とである。従って、義足１０の踵部２８の安定性及び応
力吸収特性は、常に維持される。

【００４３】当業者に於て理解されることであるが、多
くの別の態様の結合部９０が、本発明のその他の部分の
多くの別の態様と共に交換できるように構成され、使用
され得る。

【００４４】当業者にとって明らかなことであるが、本
発明の如何なる実施例に於ても、義足内にてカプセル化
された積層体の形式の繊維性補強材料は密着されてお
り、また、層の数を前足部分若しくは踵部分の任意の領
域に於て低減すると同時になだらかな遷移を達成するよ
うテーパを付けられていてよい。

【００４５】更に、もし比較的軽量の人間が、スポーツ
若しくはその他のより大きな荷重を義足へかける運動を
行う場合には、踵部分８４若しくは前足部分８０が、か
かるより大きな荷重を受入れることができるよう適合さ
れるようになっている。

【００４６】荷重状態に於て、前足部分８０の足首部９
４が撓み、補助足首部材８６も同様に撓む。更に、前足
部分８０の爪先部８２及びアーチ部９６と、踵部分８４
の踵部２８が、荷重状況下に於て撓む。従って、垂直方
向の圧縮荷重が懸かった際に、足首部９４、補助足首部
材８６、アーチ部９６、爪先部８２及び踵部２８は、か
かる荷重を吸収する。

【００４７】従って、隣接する表面が義足１０の装着者
と最初に接触する際の衝撃相に於ても若しくは義足１０
内に蓄積された蓄積力の返還がなされた際にも、応力集
中が生ずるということはない。

【００４８】爪先部８２が曲線状に形成されていること
により、義足１０が表面と接触している間、義足１０の
衝撃相及び分配相の何れに於ても、該部分の最大の適合
が提供される。同様の考え方が、義足１０の踵部分８４
の踵部分２８の曲線状の形状にも適用される。注意され
るべきことは、爪先部８２と踵部２８の曲線形状は、安
定性、応力蓄積及び応力反作用を達成する比較的長く伸
ばされた梃腕をなすということである。

【００４９】義足１０の前足部分８０と踵部分８４と補
助足首部材８６を製作する好ましい方法は、適当な形状
及び寸法の空洞を有する鋳型を用いることを含む、熱硬
化性成形工程による方法である。空洞は、必要な層の数
と、適当なポリマの体積とを受入れるよう構成されてい
る。

【００５０】従来の技術に於ける一体に形成された装置
と違って、義足１０の調整は、前足部分８０と、踵部分
８４と、補助足首部材８６とを適当に組合せることによ
り義足を慎重に調節するということを含んでいる。ま
た、義足１０の調整は、結合部９０によって前足部分８
０の取付部９２へ安定に取付けることのできる適当に形
成された補助支柱３０を選択することを含んでいる。前
足部分８０と踵部分８４と補助足首８６と補助支柱３０
との相互の適当な関係が達成されて初めて、美容上カバ
ー（図示せず）が組立てられた義足１０の対応する部分
へ取付けられるようになっている。

【００５１】本発明により、装着者の重量、歩幅及び身
体的な特性に注意深く適合できるようになった義足が提
供される。このことは、前足部分８０と踵部分８４と補
助足首部材８６とそれらの種々の部との各々の物理的な
特性を慎重に調和させることにより達成される。

【００５２】更に、組立てられた義足は、義足の基本的
な構成及び構造と、使用される材料と、該義足の構成要
素に於ける応力因子を注意深く計算することにより、該
義足の装着者の要求に合せて微調整されるようになって
いるので、従来の技術に於ける義足よりも重量に於て非
常に軽くなっている。

【００５３】本発明の義足は、特定性をもって記載され
ているが、開示されている特定の構成及び構造は本発明
を制限するものとしてとらえられるものではなく、当業
者にとってこれらを容易に種々変更するとは明らかなこ
とであり、本発明の本質を逸脱することのない変更の全
て及び変更及び修正の全ては、本発明に含まれるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の教示するところにより構成された義足
の部分の側面図。

【図２】図１の線２−２に沿って見た部分的な断面図。

【図３】図２の線３−３に沿った見た正面図。

【図４】図２の線４−４に沿って見た部分的な側断面
図。

【符号の説明】

１０…義足 ２２…取付部 ２８…踵部 ３０…補助支柱 ５６…後方先端 ６２…足首部９４の下側表面 ６４…踵部２８の上側表面 ７０…ブロック ８０…前足部分 ８２…爪先部分 ８４…踵部分 ８６…補助足首部材 ８８…開口部 ９０…結合部 ９２…取付部 ９４…足首部 ９６…アーチ部 ９８…ボルト及びナットの組合せ １００…ねじ １０２…取付部 １０４…ボルト及びナットの組合せ １０６…金属製板 １０８…テーパ部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−277053（ＪＰ，Ａ) 米国特許5037444（ＵＳ，Ａ) 米国特許4959073（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61F 2/60

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下肢を失った人の下肢の断端に取り付けら
   れたソケットに嵌め合わされるよう構成された下肢義足
   にして、 前記ソケットと係合する上端とこれより実質的に垂直に
   下方へ向けて延在し人の足首関節の位置にて終わる下端
   とを有する管状の支柱部材と、 前記支柱部材の後側より下方且つ前方へ延在するよう該
   支柱部材に取り付けられた可撓性を有する前足部材とを
   有し、 該前足部材は、それを前記支柱部材の後側に取り付ける
   ための実質的に垂直な取付け面を有する上方の取付け部
   と、 前記上方の取付け部より下方且つ前方へ実質的に連続的
   に湾曲した一体の中間の足首部と、 前記中間の足首部と一体に構成され該足首部より実質的
   に連続的に前方へ向けて湾曲して延在する可撓性の爪先
   部とを含んでいることを特徴とする下肢義足。
2. 【請求項２】更に前記中間の足首部より実質的に連続的
   に後方へ延在する可撓性の踵部材を有していることを特
   徴とする請求項1に記載の下肢義足。
3. 【請求項３】前記支柱部材は高強靭性エポキシ熱硬化樹
   脂内に高強度黒鉛繊維を埋込んだ構造よりなっているこ
   とを特徴とする請求項1に記載の下肢義足。
4. 【請求項４】更に前記前足部材を前記管状の支柱部材の
   下端に取り付けるための結合部を有することを特徴とす
   る請求項1に記載の下肢義足。
5. 【請求項５】更に前記前足部材の前記取付け部と前記支
   柱部材の前記下端との間に一端部にてに取り付けられそ
   れより前方へ下向きに延在する補助の足首部材を有して
   いることを特徴とする請求項1に記載の下肢義足。
6. 【請求項６】前記補助の足首部材は僅かに先細に作られ
   ていることを特徴とする請求項５に記載の下肢義足。
7. 【請求項７】前記前足部材の前記上方の取付け部と前記
   中間の足首部と前記爪先部とはこれらを包むポリマーに
   より作動関係に維持された重畳層より一体に形成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の下肢義足。
8. 【請求項８】前記重畳層は前記上方の取付け部に於ける
   比較的厚い部分より前記爪先部に於ける比較的薄い部分
   まで僅かにテーパを付されていることを特徴とする請求
   項７に記載の下肢義足。
9. 【請求項９】前記上方の取付け部は前記前足部材を前記
   管状支柱部材の後面に取り付けるよう構成されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の下肢義足。
10. 【請求項１０】障害者の肢端に取り付けられたソケット
    に取り付けられて該障害者に地面に対する可撓性の動的
    支持を与えるための可撓性の義足にして、 該義足を前記ソケットより下方へ延在する管状の支柱部
    材の後側に取付ける実質的に垂直方向の上方の取付け部
    と、 前記上方の取付け部と一体であってこれより湾曲しつつ
    実質的に連続的に下方且つ前方へ延在する湾曲した中間
    の足首部と、 前記中間の足首部と一体に形成されそれより湾曲しつつ
    実質的に一様に前方へ延在する可撓性の爪先部と、 前記中間の足首部より実質的に連続して後方へ延在する
    可撓性の踵部材とを有することを特徴とする義足。
11. 【請求項１１】更に前記上方の取付け部に取り付けられ
    てそれより下方且つ前方へ延在し前記中間の足首部のた
    わみに可撓的に抗する補助の前足部材を含むことを特徴
    とする請求項１０に記載の義足。
12. 【請求項１２】前記補助前足部材は僅かにテーパを付さ
    れていることを特徴とする請求項１１に記載の義足。
13. 【請求項１３】前記前足部材の前記上方の取付け部と前
    記中間の足首部と前記爪先部とはこれらを包むポリマー
    により作動関係に維持された重畳層により一体に形成さ
    れていることを特徴とする請求項１０に記載の義足。