JP3654903B2 - トグルジョイント義肢における回転ダンパー - Google Patents

Description

本発明は、トグルジョイント義肢における、いわゆる、旋回位相制御用回転ダンパーに関する。この旋回位相制御は、トグルジョイント義肢の下部が１歩踏出しを終えて次の踏出しを開始するために急いで前方に移動させる時に生じる制限された旋回角度での前方旋回運動を緩衝させる。このようなジョイント（継手）の回転緩衝がなければ、義肢装着者は、がくがくとした歩行を強いられるが、これは不自然であるばかりでなく、義肢及び共動身体部へのストレスを高めることになる。
このようなトグルジョイント義肢の回転緩衝のために、従来は、簡単な場合はゴム製のブロックを使用するが、精巧な場合はかなり小寸法の弁とピストンを有するいくぶん複雑な油圧システムを高精度で製作していた。このため、従来のこのような回転緩衝器は高価な構成部品となり、さらに、作動油の漏れを防止するために複雑なシーリングの問題が度々発生する。
この発明の目的は、前記の問題を除去し、漏れのない確実な機構を装備し、さらに、安価で種々異なる態様に製作することができるトグルジョイント義肢用回転ダンパー（緩衝器）を提供することにある。この目的は、特許請求の範囲に記載の特徴を付与した回転ダンパーにより実現された。
添付図面に示した実施例を参照しながら本発明について説明する。
図１は、本発明による回転ダンパーを具備することができるトグルジョイント義肢の非制限実施態様を示す側面図である。
図２は、後方に延伸した位置にジョイントをつけた図１によるトグルジョイント義肢の図である。
図３は、図１によるトグルジョイント義肢を正面から直線視した図である。
図４は、図１のトグルジョイント義肢部の断面図で、回転ダンパーは完全解放位置で義肢の一部を形成している。
図５は、図４と同じトグルジョイント義肢の断面図である。但し、本発明による回転ダンパーは完全閉鎖位置にある。
図６は、回転ダンパーを装備したトグルジョイント義肢の上部装着形成部の他の断面を示す図である。
図７は、図６の回転ダンパーの旋回軸形成部を示す断面図である。
図１は、本発明による回転ダンパーを使用するために適当であり、本発明を制限しないトグルジョイント義肢１の側面図である。この義肢は上部装着部２と下部装着部３を有している。装着部２と３は互いに旋回可能に支承せるリンク（4,5）システムを介して互いに可動連結されている。上部装着部２と下部装着部３には、義肢が極めて自然な歩行パターンを得られるように、互いに適切な相対角度を持たせることができる。例えば、SE−Ａ−9001183−４に記載の義肢が公知であるが、本明細書においては詳述しない。
前方のリンク対４は、ピボット６を介して上部装着部２に可動連結されている。一方、後方リンク4aは同様にピボット6aで上方装着部に可動連結されている。図２に見られる通り、義肢は下部を後方に曲げた状態で、すなわち、旋回運動でリンク４がピボット６の回りを移動した状態で図示されている。この動きと次の前方への旋回運動において、膝関節を伸ばすために、関節システムへの応力を軽減させる緩衝装置が必要である。この目的のために、本発明による回転ダンパーを前記ジョイント６に好便に具備することができる。この回転ダンパーは、上部装着部の前方部の開口７を介して操縦される。
図４及び図５は、各々ピボット軸６と6aを有するリンク４及び4aを具備した前記上部装着部の横断面を示す概略図である。図示した実施例において、前方ジョイント６のみが本発明による回転ダンパーとして設計されている。ピボット軸６はスプラインを介してリンク４に回転不能に接続されている。リンク４は、前記上部装着部２によって形成されたハウジングの両側面に各々配設されている。上部装着部２は貫通穴８を有し、その穴にピボット軸６が延伸して玉軸受９で支持されている。玉軸受９の位置より内側に、ピボット軸６は半径方向のフランジ10を具備し、そのフランジに支持された封止手段11が内室13に通じる内部空間を密封している。両側フランジ10の間のピボット軸６に羽根12が取り付けられており、この羽根12は内室13の全長に伸張し、ピボット軸６の小径部分14に配設されている。
上述のように、装着部２により形成されているハウジングには、開口７が設けられ、前記装着部の前面から円筒状に延伸して内室13に連通している。開口（チャンネル）７には、ピボット軸の羽根12と協働する調節装置が挿設されている。この調節装置は円筒状のタップ15であり、その一端を開口内に延伸させ、直径方向に延伸したリッジ16を有している。このタップ15の円筒表面は、開口７の壁面に対し、例えば、溝に嵌設したシールリング17を用いて気密を維持している。前記タップ15は、開口壁面の溝に嵌設した止め輪18により、開口７内の軸方向位置で固定されている。但し、前記タップ15は開口内で回転可能に配設されており、このため、外側に位置する端部に工具用グリップ19を有している。図示した実施例においては、ねじ回し用の溝が直径方向に切ってある。従って、このタップは開口７内で回転することができ、そのリッジ16は、内室13の延伸軸に対して垂直な長手方向の図４に示した位置から、その長手方向が内室13の延伸軸に一致する図５に示した位置まで無段階に連続して回転することができる。このようにして、図４に示した完全開から図５に示した完全閉の範囲で流路断面積を無段階に設定することができる。
前記ハウジングの外側で開口７に隣接する箇所にタップの現回転角度を示す指標となるマーキング20を付けることが好ましく、これにより、タップの直径方向に設けた溝19と比較してリッジ16の位置とスロット14aの寸法を確定することができる。
上述の方法により、創造された簡単な回転ダンパーは、リンク４の旋回運動時にピボット軸６に強固に取り付けた羽根12により、ピボット軸部14とタップ15のリッジ16との間に形成されるスロット14aを通して緩衝媒体を移動させ緩衝する。
緩衝媒体として、通常の作動油に代えて粘弾性化合物を使用することにより、数多くの利点を達成することができる。適当な粘弾性化合物として、スウェーデン国ストックホルム市のWacker Kemi社が“Hupfender Kitt"の商標名で治療用玩具又は練りもの等として発売している“ボロン・シロキサン・エラストマー”がある。
このような粘弾性化合物を使用すると有利な点は、高いシール精度が要求されず、すなわち、互いにシールする表面を特別高い精度で仕上げる必要がなくなり、製造コストが安くなり、かつ、液漏れの危険性も低いことである。この化合物は滑らかに機能し、迅速な旋回運動時にシーリングスロットを通して侵入し、運動が終わると密閉空間に再び帰還する。このような粘弾性化合物を使用する場合のもう１つの利点は、これも極めて重要なことであるが、激しく練られると、すなわち、リンク４が素早く旋回運動し、ピボット軸６の羽根12が急激に旋回した時には、緩動時と比較して十分大きな流れ抵抗が生じることである。
これから、タップ15とその直径方向のリッジ16により、流れ領域が少なくなると流れ速度が急増し、化合物がより激しく練られ、回転運動に対する抵抗が大きくなることがわかる。
しかしながら、本発明は、この粘弾性化合物に限定されるのではなく、他の同様な特性を持つ化合物を使用することができる。
図６は、上部装着部２の横断面図であり、装着部の部分を形成して本発明による回転ダンパーに属する部材が示されている。すなわち、羽根12を装備したピボット軸６と、円筒状のタップ15と、その前方直径方向に形成された流れ領域調節用のリッジ16が図示されている。図４及び図５の構造と比較して異なる点は、前記タップ15は、外側表面に六角溝形の工具グリップ19aを有していることである。タップ15の図示位置において、リッジ16は羽根12の延伸部に沿って軸方向に延伸し、貫通スロットを完全に密封するので、流れ領域は完全に閉になる。
図７は、ピボット軸６の詳細側面図である。
本発明は、ここに図示し、さらに、説明した実施態様に制限されるものではなく、特許請求の範囲において変更が実行できるものである。
このように、本発明による粘弾性回転ダンパーは、ピボット軸に取り付けた羽根を有することが必ずしも必要でなく、ジョイントのピボット動作において、粘弾性化合物を流路スロットを通して移し、前述の方法でスロットの寸法を調節可能にすることも必ずしも必要ではなく、旋回運動は他の方法で、例えば、ピストン装置を用いて伝達することができ、粘弾性化合物を制限可能な開口を通して移送することができる。
タップ15には、例えば、リッジの代わりに、または、リッジの補足品として両方向の抵抗を個別に設定するための調節可能な制限された逆止めバルブを挿設使用しても良い。
添付図に示し、さらに、説明した実施態様は、しかしながら、良好に使用でき、コスト面からの有利な装置である。

Claims (9)

1. 義肢の旋回位相制御のために配設され、少なくとも１個のピボット（６）の旋回運動により絞り（14a）を通して移送されるように配置された緩衝媒体を有する少なくとも１つの内室（13）を具備するタイプのトグルジョイント義肢（１）用回転ダンパーにおいて、緩衝媒体が粘弾性化合物であることを特徴とする回転ダンパー。
2. 前記ダンパーが、密閉内室（13）内に配設されて突出羽根を具備したピボット軸（６）を有し、前記羽根（12）が、前記ピボット軸のピボット運動に追従して制限された流れ領域を有するスロット（14a）の形状をした絞り穴を通して緩衝媒体を移送することを特徴とする請求項１に記載の回転ダンパー。
3. 前記スロット（14a）の寸法が、調節可能であることを特徴とする請求項２に記載の回転ダンパー。
4. 前記スロット（14a）の寸法が、前記スロットの完全開及び完全閉の間で無制限に調節可能であることを特徴とする請求項３に記載の回転ダンパー。
5. 前記スロット（14a）の寸法が、前記義肢の外部から操作できる部材（15,16）により調節可能であることを特徴とする請求項３または４に記載の回転ダンパー。
6. 前記内室（13）が、前記トグルジョイント義肢部分２を通る円筒状穴（８）によって形成され、前記ピボット軸（６）が、前記穴を通って延伸し前記内室（13）を密封するために軸方向に配設したシール手段を支持し、前記ピボット軸（６）の羽根（12）が、半径方向に向け、前記シール手段（11）の間を軸方向に延伸していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の回転ダンパー。
7. 前記絞り穴又は前記スロット（14a）が、前記ピボット軸（６）の前記内室（13）に配設された部分と、前記内室の壁面に開孔した開口（７）を通って突出し、かつ、前端面において前記ピボット軸（６）の前記内室内に配設された部分と係合するように配置された直径方向に延伸するリッジ（16）を有する略円筒状のタップ（15）との間に形成され、前記開口（７）内のタップ（15）の回転により、前記リッジ（16）が、スロット（14a）の寸法を変化させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の回転ダンパー。
8. 前記タップ（15）が、前記開口（７）内の軸方向位置にロック部材（18）で固定されていることを特徴とする請求項７に記載の回転ダンパー。
9. 前記リッジ（16）から離れた端部を有する前記タップ（15）が、前記開口（７）外部からアクセスすることができるように配設され、前記ハウジングの外面につけたマーク（20）に対する前記リッジ（16）の位置を指示し、これにより、前記スロット（14a）の瞬時の流れ通過領域を指示するために配設されたキーグリップ（19）を具備することを特徴とする請求項７または８に記載の回転ダンパー。

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