JP4098729B2 - 回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイント、該回転ジョイントを用いた関節補装具及び該関節補装具の製作方法 - Google Patents
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Description
そして、上記のように歩行時に躓かないようにするためには、足先を上方に矯正することで、足先が下方に垂下しないようにすることが一般的であり、それを行うための関節舗装具(下肢装具)としては、従来から各種のものが提案されている。なお、図7(b)に示すように、垂直(鉛直)方向と平行な姿勢の脚に対して直交する水平方向と平行に足が位置している状態(実線で示す)を通常の状態とし、この状態から踝(図示せず)を中心に足を仮想線(2点鎖線)で示すように上方に持ち上げる場合を背屈といい、前記通常の状態から下方に下げる場合を底屈という。
従来の関節補装具を用いて水平地を歩行する場合には、一方の正常な脚を一歩踏み出し、ついで、関節補装具を装着した側の足を持ち上げる直前に、関節補装具を装着した側の脚が前方に少し傾斜した状態になるため(図8(b)参照)、背屈側に回転している下側の関節保護部材が、足が持ち上がると同時に足の重みで前記通常の状態に戻ることになり、足先が下方に垂下している場合に比べると躓くことを少なくすることができる。
また、脚保護板と足底板とを備えた関節補装具を用いて歩行を行う場合に、足底板を着地させるときに加わる負荷により足底板を該足底板の底面が地面と平行となるように回転させ、足底板を持ち上げるときに該足底板及び脚保護板を持ち上げる直前の状態を維持するように回転負荷の大きさを設定する。
また、脚保護板はふくらはぎを保護する下腿後面板からなり、足底板の後面の踵骨部及び下腿後面板の下端部後面のアキレス腱部を開放型に構成する。
また、関節補装具として上腕の一部又は全部を覆う上腕保護部と、前腕の一部又は全部を覆う前腕保護部とを備えており、これら部材の互いに隣接する側を回転負荷設定手段を有する回転ジョイントを介して連結して腕部装具を構成することもできる。また、前記下肢装具において、足底部が靴の底部に一体に設けられた構成とする場合もある。
また、本発明によれば、強度面において問題にならない足底板の後面の踵骨部及び前記下腿後面板の下端部後面のアキレス腱部を開放型に構成することによって、軽量にすることができるだけでなく、靴を履き易くすることができる。また、足底板及び下腿後面板の可撓性の調節をも行うことができ、患者に対応した関節補装具に構成することができる。
また、本発明によれば、下腿後面板の上下中間部に開口を形成することによって、さらに軽量化を図ることができるとともに、可撓性の向上を図ることができ、どのような患者にも最適な関節補装具を構成することができる。
また、本発明によれば、下腿後面板の左右の前端同士又は足底板の左右の上端同士に渡って人体を該下腿後面板又は足底板に固定するための固定部材を設けることによって、歩行中に関節補装具が外れることを回避することができ、歩行を良好に行うことができる利点がある。
また、本発明によれば、一方側(例えば背屈側)への回転負荷を可能な限り無くすことができ、他方側(例えば底屈側)への回転負荷を足底板へ載せている足の重量で足底板が回転することがない程度の大きさに設定することができるから、底屈や背屈が制限されることなく、より一層自然に近い状態での歩行を行うことができる関節補装具を提供することができる。
また、本発明によれば、上腕部と前腕部の保護板を前記回転負荷設定手段によって連結した補装具も構成可能であり、この構成において、一方の回転負荷を他方の回転負荷に比べて大きく設定することによって、使用者の状態に合わせた肘部用の補装具を提供できる。
また、本発明によれば、大腿部及び下腿部の保護板を前記回転負荷設定装置によって連結した関節補装具も構成可能であり、この構成において、一方の回転負荷を他方の回転負荷に比べて大きく設定することによって、階段等の昇降における膝部の屈曲を適切に補え、躓き等の防止が可能な膝部用の補装具を提供できる。
図1は、本発明の実施の第1形態による回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントまわりの断面を示している。
金属製ブッシュ52としては、例えば、ステンレススチール製のものが用いられ、合成樹脂製ブッシュ54としては、例えば、ナイロン製のものが用いられ、ブレーキブッシュ56としては、シリコン樹脂製のものが用いられる。そして、シリコン樹脂の硬度を変えることにより、回転負荷の大きさを調節することができる。
一方、図2(b)に示すように、外輪60が軸62に対して反時計回り方向に回転すると、軸62は外輪60に対して相対的に時計回り方向に回転することになり、ころ66は外輪カム68面から離れ、外輪60は軸62に対して空転する。なお、外輪60に前述の金属製ブッシュ52、合成樹脂製ブッシュ54、ブレーキブッシュ56が順に被覆・挿嵌され、図2(a)に示すクラッチのかみ合い時でも、ブレーキブッシュ56と内方側部材6の円筒形の凸部58とが摺動できるように構成されている。
なお、人体の足関節の可動域は、底屈、背屈(場合によっては35度未満)とも45度未満であり、上記のように回転角度を45度に設定することによって、人体にとって角度制限のないフリーな状態と同等の状態になる。また、前記回転角度制限は、上記設定した角度に限定されるものではない。また、前記回転角度制限は、内反尖足の症状の度合い(程度)等に応じて変更していくために必要になることがあるが、前記ストッパー9を省略して完全にフリーな状態で実施しても何ら問題にならない。
この変形例においては、図3〜図5に示す前記固定部材であるベルト4は、靴15の前革部17及び舌革部16によって足が固定されるので、省略されている。また、前革部17に紐や伸縮自在なゴム等を設け、これによって足の甲の部分を固定してもよい。また、立上げ部2Bは、靴内部の内側部18に沿って予め設けられている。同様に、載置部2Aは靴内部の内底部12又はソール部11と一体になっている。この際、載置部をネジ等によって固定すればよい。
前記第1実施形態を装着した後に靴等をはく場合には、踵骨部2Cや載置部2Aの厚さ分だけ靴内部が窮屈になる点に加えて、靴と補装具が別体であるため運動を行う際には不便であった。この変形例では予め張り出し部や載置部が靴内部に収納されているため、運動等を行う場合も違和感を覚えるといったことが軽減される。また、外方側部材7が靴内部に収納されているため、連結部分が保護されるという利点がある。
関節補装具20は、上腕部の後部を保護する為の左右一対の張り出し部21A、21Aを有する板21と、同じく前腕部の後部を保護するための左右一対の張り出し部22A、22Aを有する前腕部用板22とを備え、円弧状に湾曲形成されている。これら上腕部及び前腕部の板21、22が、互いに、ほぼ肘窩から肘にかけて水平軸芯回りで回転自在に連結されている。この際、前記外方側部材7及び内方側部材6とは、上腕部の板21用連結部材25Aと、前腕部の板22用連結部材25Bとによって連結される。そして、該二つの連結部材25A、25Bはそれぞれ板21、22にネジ29等で固定される。
また前記上腕部及び前腕部用の板21、22には、略上腕部の背面部及び、前腕部の背面に係る部分に開放部27、28がそれぞれ設けられており、これにより軽量化が図られている。なおその他の部分は、上述した第一の実施の形態と実質的に同様であるから、重複した記載は省略する。
この実施形態に係る補装具20によれば、単に腕部を固定するギブス等と異なり、適宜負荷の設定を調整することで使用者の状態にあわせた補装具となる。
図15は、この実施形態に係る補装具30の側面図である。補装具30は、大腿部の後部を保護するための左右一対の張り出し部31A、31Aを有する大腿部用板31と、同様に下腿部の後部を保護する為の左右一対の張り出し部32A、32Aを有する下腿部用板32とを備えた円弧状に湾曲形成されている。これら下腿部及び大腿部の板31、32が、ほぼ膝窩から膝にかけて水平軸芯回りで回転自在に連結されている。この際、前記外方側部材7及び内方側部材6とは、大腿部用板31用連結部材37Aと、下腿部用板32用連結部材37Bとによって連結される。そして、該二つの連結部材37A、37Bはそれぞれ板31、32にネジ29等で固定される。また、この補装具30に備えられた5本のベルト33A〜33Eにより、下腿部及び大腿部を該補装具30に固定できるようになっている。また図示はしていないが、前記金具5等を用いて調整を行ってもよい。前記大腿部及び下腿部用の板31、32には、略大腿部の背面部及び、ふくらはぎの周囲に係る部分に開放部35、36がそれぞれ設けられており、これにより軽量化が図られている。
また、前記実施形態1を足首に着けるとともに、この実施形態3を膝部に使用するといった構成でもよい。その他の部分は、上述した第1の実施の形態と実質的に同様であるから、重複した記載は省略する。
また、本発明にかかる関節補装具は、上記実施例の他にも手首や肩部等の関節接合部への適用が可能であり、補装具の形状及び具体的構成は適宜自由に変更可能なものである。
1A 張り出し部
1B アキレス腱部
1C 開口部
1K 溝
2 足底板(他方の関節保護部材)
2A 載置部
2B 立上げ部
2C 踵骨部
2D 孔
2K 溝
3、4 ベルト
5 金具
6 内方側部材(インナーハウジング)
6A フランジ部
6B 長溝部
6b、6c 切欠き部
7 外方側部材(アウターハウジング)
7A フランジ部
7B 環状の凹部(溝部)
7C 回転軸部
7D 内側突出部
9 ストッパー
9A 円盤部
9B 突出部
11 ソール部
12 内底部
15 靴
16 舌革部
17 前革部
18 内側部
20 関節補装具
21 上腕部の板
21A 張り出し部
22 前腕部の板
22A 張り出し部
23A〜23D ベルト
25A、25B 連結部材
27、28 開放部
29 ネジ
30 補装具
31 大腿部用板
31A 張り出し部
32 下腿部用板 32A 張り出し部
33A〜33E ベルト
35、36 開放部
37A、37B 連結用部材
50 ワンウエイクラッチ
52 金属製ブッシュ
54 合成樹脂製ブッシュ
56 ブレーキブッシュ
58 円筒形の凸部
60 外輪
62 軸
64 ばね
66 ころ
68 外輪カム
70 円形溝
72、74 スペーサ
B1、B2、B3 ネジ又はボルト
Claims (14)
- 内側に回転軸部及びこの回転軸部まわりの環状の凹部を有するとともに、両端にフランジ部を有する外方側部材と、
この回転軸部に外嵌するためのワンウエイクラッチと、このワンウエイクラッチに外嵌するための金属製ブッシュと、この金属製ブッシュに外嵌するための合成樹脂製ブッシュと、この合成樹脂製ブッシュに外嵌するためのブレーキブッシュと、
このブレーキブッシュの外側の外方側部材の前記環状の凹部に嵌合する円筒形の凸部を有するとともに、両端にフランジ部を有する内方側部材と、
回転軸部の内側突出部に取り付けられ、回転軸部の回転範囲を規制するためのストッパー機構とで回転負荷設定手段を有する回転ジョイントを構成し、
内方側部材のフランジ部に内方側部材の表面側から関節補装具の一方の関節保護部材を取り付け、外方側部材のフランジ部に外方側部材の表面側から関節補装具の他方の関節保護部材を取り付けるようにしてなり、ストッパー機構のストッパーは突出部を有し、この突出部が内方側部材の円盤部に設けられた長溝部に嵌合されるようにし、ブレーキブッシュがシリコン樹脂製であることを特徴とする回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイント。 - 関節の上下方向で隣接する一方の関節保護部材に対して他方の関節保護部材を回転ジョイントを介して回転自在に連結・構成した関節補装具であって、回転自在に構成した関節保護部材の一方の回転方向に対する回転負荷を、他方の回転方向に対する回転負荷よりも大きく設定するための回転負荷設定手段を有する回転ジョイントを設けた関節補装具において、
この回転負荷設定手段を有する回転ジョイントが、内側に回転軸部及びこの回転軸部まわりの環状の凹部を有するとともに、両端にフランジ部を有する外方側部材と、この回転軸部に外嵌するためのワンウエイクラッチと、このワンウエイクラッチに外嵌するための金属製ブッシュと、この金属製ブッシュに外嵌するための合成樹脂製ブッシュと、この合成樹脂製ブッシュに外嵌するためのブレーキブッシュと、このブレーキブッシュの外側の外方側部材の前記環状の凹部に嵌合する円筒形の凸部を有するとともに、両端にフランジ部を有する内方側部材と、回転軸部の内側突出部に取り付けられ、回転軸部の回転範囲を規制するためのストッパー機構とで構成され、
内方側部材のフランジ部に内方側部材の表面側から関節補装具の一方の関節保護部材を取り付け、外方側部材のフランジ部に外方側部材の表面側から関節補装具の他方の関節保護部材を取り付けてなり、ストッパー機構のストッパーは突出部を有し、この突出部が内方側部材の円盤部に設けられた長溝部に嵌合されるようにし、ブレーキブッシュがシリコン樹脂製であることを特徴とする回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。 - 関節保護部材が、足の裏の一部又は全部を載置支持する足底板と、脚の一部又は全部を保護する脚保護板とから構成され、これら部材の隣接する側端部同士を回転負荷設定手段を有する回転ジョイントを介して連結して下肢装具を構成してなる請求項2記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 脚保護板と足底板とを備えた関節補装具を用いて歩行を行う場合に、足底板を着地させるときに加わる負荷により足底板を該足底板の底面が地面と平行となるように回転させ、足底板を持ち上げるときに該足底板及び脚保護板を持ち上げる直前の状態を維持するように回転負荷の大きさを設定してなる請求項2又は3記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 脚保護板はふくらはぎを保護する下腿後面板からなり、足底板の後面の踵骨部及び下腿後面板の下端部後面のアキレス腱部を開放型に構成した請求項2、3又は4記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 下腿後面板の回転部中心を人体生理学的足関節軸の上下高さ位置とほぼ同一高さに設定した請求項5記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 下腿後面板に上部開口及び下部開口を形成してなる請求項5又は6記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 下腿後面板の左右の前端同士に、下腿を下腿後面板に締付・固定するための固定部材を設け、足底板の左右の上端同士に、足の甲を足底板に締付・固定するための固定部材を設けてなる請求項5、6又は7記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 回転負荷設定手段が、回転自在に構成した回転軸部に設けたワンウエイクラッチと、このワンウエイクラッチを被覆した金属製ブッシュと、この金属製ブッシュを被覆した合成樹脂製ブッシュと、この合成樹脂製ブッシュを被覆したシリコン樹脂製のブレーキブッシュとを備えている請求項2〜8のいずれかに記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 足の裏の一部又は全部を載置支持する足底板と、脚の一部又は全部を保護する脚保護板と、歩行の際に、足底板を着地させるときに加わる負荷により足底板の底面が地面と平行となるように回転させ、足底板を持ち上げるときに足底板及び脚保護板を持ち上げる直前の状態に維持するように脚保護板の回転軸部に設けられた回転負荷設定手段とを具備してなる請求項2記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 大腿部の一部又は全部を覆う大腿保護部と、下腿部の一部又は全部を覆う下腿保護部とを備えており、これら部材の互いに隣接する側を回転負荷設定手段を有する回転ジョイントを介して連結して脚部装具を構成した請求項2記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 上腕の一部又は全部を覆う上腕保護部と、前腕の一部又は全部を覆う前腕保護部とを備えており、これら部材の互いに隣接する側を回転負荷設定手段を有する回転ジョイントを介して連結して腕部装具を構成した請求項2記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- 足底部が靴の底部に一体に設けられている請求項3記載の回転負荷設定手段を有する関節補装具回転ジョイントを用いた関節補装具。
- ワンウエイクラッチに金属製ブッシュを被覆・挿嵌し、この金属製ブッシュに合成樹脂製ブッシュを被覆・挿嵌し、この合成樹脂製ブッシュにシリコン樹脂製のブレーキブッシュを被覆・挿嵌したものを予め作製しておき、内側に回転軸部及びこの回転軸部まわりの環状の凹部を有するとともに、両端にフランジ部を有する外方側部材の回転軸部に前記三つのブッシュを有するワンウエイクラッチを被覆・挿嵌した後、ブレーキブッシュの外側の外方側部材の前記環状の凹部に、両端にフランジ部を有する内方側部材の円筒形の凸部を嵌合し、ついで、回転軸部の内側突出部に回転軸部の回転範囲を規制するためのストッパーの突出部を内方側部材の円盤部に設けられた長溝部に嵌合して、このストッパーをネジ止め又はボルト止めした後、内方側部材のフランジ部に内方側部材の表面側から関節補装具の一方の関節保護部材を取り付けるとともに、外方側部材のフランジ部に外方側部材の表面側から関節補装具の他方の関節保護部材を取り付けることを特徴とする回転負荷設定手段を有する関節補装具の製作方法。
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