JP4156909B2

JP4156909B2 - 短下肢装具

Info

Publication number: JP4156909B2
Application number: JP2002334017A
Authority: JP
Inventors: 匡安井; 靖史松田; 澄子山本
Original assignee: Kawamura Gishi Co Ltd
Current assignee: Kawamura Gishi Co Ltd
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004166811A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は短下肢装具に関するものであり、足首関節を自己の意思で自由に動かすことのできない患者が、歩行の際の補助具として使用する為のものである。
【０００２】
【従来の技術】
脳溢血や脳梗塞，或いは外傷による腓骨神経麻痺等を原因として、足首関節を自己の意思で自由に動かすことができないという障害を生じることがある。この障害を負った患者は、歩行の際に足先が下がる為に円滑な体重移動を行えず、また爪先が床に引っかかる等して上手く歩けないことから、補助具として短下肢装具が一般に用いられている。尚症例としては一方の足が麻痺した片麻痺が最も多く、健常に近い歩行を実現する為に、短下肢装具を用いた歩行訓練が推奨されている。
【０００３】
従来の短下肢装具は、足首をほぼ９０°に曲げた状態に固定するタイプの固定型装具が主流であったが（例えば、特許文献１のうちの図５、特許文献２のうちの第３図参照）、最近では歩行時における足首の底屈動作（足先が垂れ下がる方向に曲げる動作）や背屈動作（足先が持ち上がる方向に曲げる動作）を可能とする短下肢装具が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
この短下肢装具としては例えば特開平９−１０３４４３号公報に示されるものがあり（従来例▲１▼：特許文献１参照）、該装具は図１３［従来例▲１▼の短下肢装具を示す側面図］に示す様に、足底を載せる足載置体６２と脹ら脛にあてがう脹脛添体６１を、踝部分の軸６４を介して枢着したものであって、脹脛添体６１の背に圧縮スプリング６３を縦方向に設け、足載置体６２の踵後部位６２ａに取り付けられたスライダー６５によって圧縮スプリング６３を押圧できる様にしたものである。従って足６０が底屈方向に動くと、スライダー６５が圧縮スプリング６３を押し縮め、この圧縮スプリング６３の弾性復元力によって、底屈方向の動きが抑制される。
【０００５】
この従来例▲１▼の歩行時での作用機構を説明する前に、先ず健常者の歩行時における足の動きについて説明する。図１４は、健常者の歩行時の足の動きを説明する為の模式図であり、例えば右足に注目すると、先ず踵が接地され（heel contact）、続いて足底全面が接地され（foot flat）、当該右足のみで体を支持しつつ左足を前に出した後、右足の踵が床から離れ（heel off）、次いで足先も離れて（toe off）右足が床から浮いた状態で前に出される（右遊脚期）。そして再び踵が接地されて（heel contact）、この一連の動作が繰り返される。
【０００６】
健常者の場合は、踵接地（heel contact）から足底全面接地（foot flat）に至る動作を前脛骨筋の作用によって徐々に行っているが、上記の様に足首関節を自由に動かせない麻痺患者の場合では、前脛骨筋が上手く働かずに足先が急激に落下することがある（図１５［足首の動きを説明する為の側面図］に示す矢印Ｄ方向）。そこで従来例▲１▼では圧縮スプリング６３によって、踵接地時における足先の急激な落下を防止し（底屈制動作用）、接地した足への体重移動の安定化を図っている。
【０００７】
また従来例▲１▼は遊脚期において、一旦押し縮められた圧縮スプリング６３の弾性復元力によって背屈方向に足先を引き上げ（背屈補助作用）、爪先が床に引っかからない様に浮かしている。更に圧縮スプリング６３を押し縮めるスライダー６５が圧縮スプリング６３から離間可能となっているから、足先をより上に引き上げる背屈方向（図１５に示す矢印Ｕ方向）の動きには、負荷がかからない様になっている。言い換えれば、従来例▲１▼において、圧縮スプリング６３にスライダー６５が当接する位置を例えば図１３に図示する如く足首角度９０°に設定すると（図１５に示す基準位置Ｓ）、足首角度が９０°より小さい位置では（図１５に示す矢印Ｕ側）、負荷なく足首を動かすことができ、一方足首角度が９０°より大きくなる位置では（図１５に示す矢印Ｄ側）、圧縮スプリング６３によって底屈方向に制動が掛けられると共に、背屈方向に向けた弾性復元力が作用する様になっている。
【０００８】
尚これら底屈方向の制動力及び背屈方向の弾性復元力は圧縮スプリング６３の弾性強度によって決まることから、個々の患者の障害の程度，筋力，体重等を勘案して適切な圧縮スプリング６３を選択する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１０３４４３号公報
【特許文献２】
実公昭６１−４３４７３号公報（第２図、第３図）
【特許文献３】
特公昭６１−１６１７３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来例▲１▼の短下肢装具は、圧縮スプリング６３が脹脛添体６１の背に設けられているから、図１３に表れる様に足の背側に出っ張った構造となっている。従って例えば階段を降りる際には背側の出っ張り部分６７が階段６６に当たる懸念があり（図１６［従来例▲１▼の短下肢装具を装着して階段を下りる様子を表す図］の（ａ））、また背側の出っ張り部分６７が当たらない様にすると、ステップ幅の狭い階段６６では足の前部分がステップから可成りはみ出すことになり（図１６の（ｂ））、不適切な歩行が強いられる。殊に足の麻痺している患者にとって、この様に不適切な歩行は好ましくない。
【００１１】
また嵩高い短下肢装具は見た目にも劣ることから、よりスリムな短下肢装具が求められている。
【００１２】
そこで本発明においては、背側に出っ張りがなく、全体的にスリムな短下肢装具を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
底屈制動作用と背屈補助作用を発揮させつつ従来例▲１▼の様な背側の出っ張りをなくすには、圧縮スプリング６３を足側面に配置すれば良いと考えられる。またこの際、圧縮スプリング６３は脹脛添体に対する足載置体の角度を調節するものであるから、脹脛添体と足載置体に渡る箇所に取り付ける必要がある。従ってこの場合は圧縮スプリング６３を連結軸の部分に取り付けることになる。
【００１４】
しかしこの短下肢装具の場合は、階段降下時の不具合は解消されるものの、横に大きく張り出して非常に目立つものとなる。つまり従来例▲１▼では図１３に見られる様に脹ら脛下の凹み部分に圧縮スプリング６３が配置されているので、圧縮スプリング６３自体の厚みに比べて、それ程には出っ張って見えないが、足側面の連結軸部分に配置すれば、隆起した踝の更に外側に圧縮スプリング６３が配置されることになるから、圧縮スプリング６３自体の厚み以上に目立って張り出すことになる。
【００１５】
この様な新たな問題発生により本発明者らは更に検討したところ、足載置体と脹脛添体との連結部材を足外側面に配置して、この連結部材に例えば前記圧縮スプリング６３の如き力付与手段を設けると共に、外側踝に対応させて中空部を設けるようにすれば、外側への張り出しが目立たなくなり、且つ背側には張り出しがなくなるとの見地に至り、本発明をなしたものである。
【００１６】
つまり本発明に係る短下肢装具は、足底を載せるための足載置体、脹ら脛にあてがわれる脹脛添体、前記足載置体の足外側面に固定される足載置体固定部材と、前記脹脛添体の足外側面に固定される脹脛添体固定部材とを、足外側の連結軸を介して底屈及び背屈方向に揺動可能に連結する連結部材、並びに、前記足載置体が前記脹脛添体に対して特定の基準位置から底屈方向へ移動する際に当該足載置体に抗力を与え、且つ当該足載置体を前記基準位置に戻す方向の復帰力を与える力付与手段を備えると共に、この力付与手段が前記連結部材の前記脹脛添体固定部材に設けられ、且つ該力付与手段が、前記足載置体が前記基準位置にある状態で当該足載置体に当接し、且つ当該基準位置から足載置体が底屈方向に移動するのに伴って変位可能となる様に前記脹脛添体固定部材に取り付けられた変位部材と、前記基準位置から底屈方向に移動した足載置体に対して当該足載置体を前記基準位置に戻す方向の弾発力を前記変位部材に付与する弾性部材と、前記足載置体の底屈方向の移動に伴って変位する際に前記変位部材に流体抵抗を与える流体圧緩衝器とを含み、前記足外側の連結軸が前記足載置体に載せられる足の外側踝に対応する位置に設けられ、且つ当該外側踝が侵入可能な開口部が形成されてなり、前記脹脛添体固定部材が、外側踝の上の凹み部分に位置することを要旨とする。
【００１７】
人の足首関節は踝を軸として揺動するものであるから、上記の様に足外側の連結軸を足の外側踝に対応する位置に配置すれば、自然な足の動きに呼応して短下肢装具も揺動することになり、使用感が向上する。その上、この様に足外側連結軸の回転中心を外側踝上に位置させつつ、該足外側連結軸を中空状に形成することによって、外側踝をこの中空内に侵入させることができ、そして連結部材に設けられた力付与手段を外側踝周囲の凹んだ箇所に配置することができるから、外側への出っ張りを抑えられる。勿論、背側は張り出しのない構造とすることができる。
【００１８】
更に上記力付与手段の前記連結部材への配置箇所としては、前記脹脛添体固定部材に設けることが好ましく、上記足載置体固定部材に比べて脹脛添体固定部材は大型であるので、比較的大きな力付与手段であっても取り付けることができるからである。また力付与手段を足載置体固定部材に配置しないことにより、足載置体固定部材をスリムに形成でき、従って短下肢装具を装着した上に通常の靴を履くことが可能となる。
【００１９】
また前記力付与手段の構成としては、下記変位部材、弾性部材、及び流体圧緩衝器を備えたものであることが好ましく、この変位部材とは、前記足載置体が前記基準位置にある状態で当該足載置体に当接し、且つ当該基準位置から足載置体が底屈方向に移動するのに伴って変位可能となる様に前記脹脛添体固定部材に取り付けられたものであり、上記弾性部材とは、前記基準位置から底屈方向に移動した足載置体に対して当該足載置体を前記基準位置に戻す方向の弾発力を前記変位部材に付与するものであり、上記流体圧緩衝器とは、前記足載置体の底屈方向の移動に伴って変位する際に前記変位部材に流体抵抗を与えるものである。
【００２０】
この様に力付与手段において、底屈制動作用と背屈補助作用を発揮させる部材として弾性部材と流体圧緩衝器の２種類を用いるのが好ましい理由は以下の通りである。
【００２１】
実際の健常者の歩行においては、踵接地（heel contact）から足底接地（foot flat）までの間における底屈方向の制動力に比べて、遊脚期における背屈力は小さい。つまり底屈制動時には踵に加わった体重に抵抗する必要がある為、殊に体重の重い人では踵に加わる力が大きいのでこれに抗した非常に大きな底屈制動力が必要であるのに対し、遊脚期ではたとえ体重が重くともせいぜい１．５kg程度の足先を引き上げるだけの小さな背屈力で済み、この様に両者の差は非常に大きい。
【００２２】
ところが従来例▲１▼の短下肢装具においては１つの圧縮スプリング６３によって底屈方向の制動力及と背屈方向の補助力（弾性復元力）が発現されているから、両者の強さは同じとなり、従って圧縮スプリング６３のばね係数を必要底屈制動力に合わせて選択すると、この圧縮スプリング６３が発現する背屈補助力が大き過ぎることになり、自然な歩行とはならない。尤も体重が軽い，症状が軽い等の理由により底屈制動力を小さく設定できる患者の場合は、背屈補助力としても大きくなり過ぎることはないが、体重の重い患者等の様に大きな底屈制動力が必要な場合は上記の如く背屈補助力としては強すぎることになる。
【００２３】
この点において弾性部材と流体圧緩衝器の２種類を用いた本発明では、これらを組み合わせることにより、流体圧緩衝器によって底屈方向の動作を制動することにより、底屈制動力を確保しながら、弾性部材のばね係数を低めに設定して背屈補助力を抑えることができ、従って健常者の歩行状態により近づけることができて使用感が良好となる。
【００２４】
更に流体圧緩衝器の抵抗力特性は、健常人の前脛骨筋による底屈制動の動作特性と似ているから、この観点からも、足載置体の底屈方向への移動に際して抗力を与える部材として流体圧緩衝器を使用することは好ましい。
【００２５】
加えて前記流体圧緩衝器は、前記変位部材に与える流体抵抗が調節可能となる様に構成されていることが好ましく、これによれば患者の症状が変化しても、短下肢装具を作り替えることなく、症状変化に応じて流体抵抗を調節することができる。また個々の患者に適応させて短下肢装具を製造しなくとも、予め大まかに流体抵抗を設定して短下肢装具を製造し、その後患者にとって好適な力に流体抵抗を調節することもできる。
【００２６】
また前記流体圧緩衝器の構成としては、前記連結部材の内部に形成されて作動流体を収納する流体収納室と、前記変位部材に設けられて前記流体収納室内に嵌入されるピストンと、前記足載置体の底屈方向への移動に伴って前記ピストンが変位する際にこのピストンにより押された流体を逃がす為の底屈用流体路と、この底屈用流体路中に設けられて当該底屈用流体路における流体の流量調節可能な絞り部とを含むことが好ましい。この絞り部により作動流体の流量を調節することによって、流体圧緩衝器の流体抵抗を調節できる。また上記の様な流体圧緩衝器であれば、連結部材にコンパクトに組み込むことができる。
【００２７】
加えて本発明の短下肢装具において、外部から操作を受けることにより前記絞り部の絞り面積を変化させる絞り調節手段が、前記連結部材の外側に露出する様に設けられたものであることが好ましい。絞り調節手段を外側から操作できるので、絞り部の調節が簡便となるからである。
【００２８】
更に前記絞り調節手段が外部から回転操作可能な回転操作部材であり、前記絞り部が前記底屈用流体路の一部を構成し、且つ絞り面積が前記回転操作部材の回転によって変化するように構成されているものが好適な態様として挙げられる。例えば回転操作部材の頂部にドライバーやスパナ等に嵌合可能な溝を形成しておけば、ドライバー等による簡単な操作で絞り部を調節することができる。また回転操作部材の回転角度によって絞り面積を無段階に変更することができる。
【００２９】
また前記流体圧緩衝器としては、前記底屈用流体路に加えて、前記足載置体の前記基準位置への背屈方向の復元移動に伴って前記ピストンが変位する際にこのピストンにより押された流体を主に逃がす為の背屈用流体路を備え、この背屈用流体路中に、前記足載置体の底屈方向への移動に際して閉じる様に構成された逆止弁が設けられたものであることが好ましい。
【００３０】
底屈動作の際には、上記絞り部によって作動流体は制限（流体抵抗）を受けて底屈用流体路を流れる一方で、背屈用流体路は上記逆止弁によって閉じられる。他方背屈動作の際には、上記逆止弁が開いて作動流体は背屈用流体路を殆ど抵抗なく流れることになる。尚背屈動作時においても底屈用流体路を通って作動流体は流れる。この様にして作動流体の流体抵抗を底屈動作時と背屈動作時とにより大きく変えることができ、それぞれに適した流体抵抗力にすることができる。
【００３１】
また本発明の短下肢装具においては、前記足外側連結軸に加えて、更に前記足載置体と前記脹脛添体とが足内側に位置する連結軸を介して底屈及び背屈方向に揺動可能となる様に連結されており、この足内側の連結軸の回転中心が、足内側踝が形成する隆起の下端ないしその近傍に位置し、且つこの足内側の連結軸の回転中心と前記足外側の連結軸の回転中心とが同軸上に位置する様に配置されていることが好ましい。
【００３２】
足首の揺動動作は、足外側踝と足内側踝の下端を結ぶ線を回転軸としているから、上記の様に足外側の連結軸と足内側の連結軸を配置することにより、より自然な足首の動きを実現することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
＜実施形態１＞
図１は本発明の実施形態１に係る短下肢装具１０を示す斜視図である。
【００３４】
該短下肢装具１０は、足底を載せるための足載置体１２と脹ら脛にあてがわれる脹脛添体１１、及びこれら足載置体１２や脹脛添体１１を足６０に固定する為のバンド１３ａ，１３ｂ、並びに足載置体１２と脹脛添体１１を底屈及び背屈方向に揺動可能に連結する連結部材１４を備える。この連結部材１４は足外側に設けられ、足載置体１２の足外側面に固定される足載置体固定部材１５と、脹脛添体１１の足外側面に固定される脹脛添体固定部材１６と、足外側の連結軸１７からなり、上記足載置体固定部材１５と脹脛添体固定部材１６は連結軸１７を介して揺動可能に連結されている。この足外側連結軸１７は中空状に形成されており、中空部分（開口部）１７ａがちょうど足の外側踝に位置する。また足外側連結軸１７の回転中心は足外側踝の中心に対応して位置する。
【００３５】
足内側にも連結軸１８を備えた内側連結部材１９が設けられており、足内側において足載置体１２と脹脛添体１１を底屈及び背屈方向に揺動可能に連結している。上記足内側連結軸１８の回転中心は、足内側踝の下端に対応して位置し、この足内側連結軸１８の回転中心と上記足外側連結軸１７の回転中心が同軸上となる様に配置されている。
【００３６】
これら連結部材１４と内側連結部材１９はいずれも金属製であり、足載置体１２と脹脛添体１１は合成樹脂製である。
【００３７】
上記連結部材１４の脹脛添体固定部材１６には、底屈制動作用と背屈補助作用を司る力付与手段２１が設けられている。
【００３８】
図２は実施形態１の短下肢装具１０を足に装着した様子を表す足外側からの側面図である。図に示す様に、足外側の連結軸１７の中空部分１７ａに足外側踝６８がちょうど入り込む様になる。
【００３９】
図３（ａ）はこの外側踝６８が入り込む様子を模式的に表す図であり、また図３の（ｂ）は中空部分を有さない連結軸７７を用いた短下肢装具（比較例１）を装着した場合を模式的に表す図であり、いずれも踝付近の断面を上から見た様子である。
【００４０】
比較例１では、隆起した外側踝６８よりも更に外側に連結軸７７が位置するので、足中心から最外部までの幅Ｗｂが大きくなるのに対し、実施形態１の様に外側連結軸１７の中空部分１７ａを形成したものは、この中空部分１７ａに外側踝６８が入り込むので、その分、足中心から最外部までの幅Ｗａが狭くなる。
【００４１】
図４は足の後側から見た図であり、短下肢装具１０の連結部材１４と足６０との位置関係を説明する為の図である。連結部材１４の脹脛添体固定部材１６には力付与手段２１（図４においては図示せず）が設けられているから、比較的大きなものとなるが、足外側踝６８の上の凹み部分６９に上記脹脛添体固定部材１６が入り込む様にして位置するから、それ程大きく外側に張り出すことがない。
【００４２】
次に連結軸１７について説明する。図５は上記短下肢装具１０の外側連結部材１４を示す縦方向の断面図であり、図７は図５に示すＰ−Ｐ線部分における断面図である。脹脛添体固定部材１６と足載置体固定部材１５の連結箇所の脚部１６ｂ，１５ｂには連結用孔１６ａ，１５ａが大きく形成されており、脹脛添体固定部材脚部１６ｂは二股となって、この脚部１６ｂの間に足載置体固定部材脚部１５ｂが介挿され、これらの連結用孔１６ａ，１５ａを貫く様に連結筒８７が取り付けられている。連結筒８７は脹脛添体固定部材連結用孔１６ａの内壁に対して固定されており、足載置体固定部材連結用孔１５ａの内壁と連結筒８７の外壁の間にはボール５８が介挿され（ボール５８は周方向に多数配設されている）、このボール５８の回転により、連結用孔１６ａ，１５ａ及び連結筒８７の中心軸を回転中心として、脹脛添体固定部材１６と足載置体固定部材１５が揺動できる様になっている。尚脚部１６ｂ，１５ｂと連結筒８７及びボール５８により連結軸１７が構成されている。
【００４３】
次に力付与手段２１の構成について説明する。
【００４４】
図５に示す様に、力付与手段２１は脹脛添体固定部材１６に形成されており、変位部材２４と、コイルバネ２２等の弾性部材と、油圧緩衝器（流体圧緩衝器）２３から構成されている。
【００４５】
油圧緩衝器２３は、内部に油（作動流体）２５が満たされた直線状の流体収納室（シリンダ）２６と、この流体収納室２６内を往復移動可能なピストン２７と、絞り部形成部材３３とを備え、ピストン２７にはこれを軸方向に貫通する背屈用流体路２９が形成され、絞り部形成部材３３には底屈用流体路２８が形成されている。また絞り部形成部材３３には回転操作部材（絞り調節手段）３４が接続されている。そして背屈用流体路２９には逆止弁３０が設けられている。尚上記流体収納室２６は、脹脛添体固定部材１６に円筒状の空穴が形成され、仕切壁３８により密封されたものである。
【００４６】
上記ピストン２７は変位部材２４の一方端に接続され、変位部材２４に付与された押引力によってピストン２７が流体収納室２６内をスライドする様になっている。
【００４７】
上記変位部材２４の構成は、上記ピストン２７にその一方端が接続された棒状部２４ａと、この棒状部２４ａの他方端に形成された押圧受け部３１からなる。この押圧受け部３１の形状としては、後述の突起部３２との接触面３１ａが円弧状となっており、棒状部２４ａ側が下記の如くコイルバネ２２を当接支持する肩部３１ｂを形作っている。
【００４８】
変位部材２４にはコイルバネ（弾性部材）２２が取り付けられており、具体的には変位部材２４の棒状部２４ａ周りを巻く様にコイルバネ２２が配置され、該コイルバネ２２の一方端は、棒状部２４ａ上方部分に設けられたストッパー３５により止められ、他方端は押圧受け部３１の肩部３１ｂによって止められている。尚棒状部２４ａはストッパー３５を貫通してこのストッパー３５に対して摺動可能となっており、変位部材２４の押圧受け部３１によってコイルバネ２２に圧縮力が付与され、またコイルバネ２２がその弾性復元力を押圧受け部３１に作用させる。
【００４９】
足載置体固定部材１５には上記突起部３２が形成されており、足載置体１２を基準位置から底屈方向に移動させたときに、この突起部３２が上記押圧受け部３１を押し上げることとなる。尚コイルバネ２２に何ら力が作用していない状態で突起部３２が押圧受け部３１に当接する位置が基準位置となる様に、変位部材２４の長さやコイルバネ２２の長さが設定される。尚基準位置としては例えば足首角度９０°となる位置が挙げられる。
【００５０】
次に力付与手段２１の動作について説明する。
【００５１】
先ず踵接地（heel contact）から足底全面接地（foot flat）までの間について述べる。このとき上記短下肢装具１０は底屈制動作用を発揮して、患者の足先の急激な落下を防止することになる。尚図５に示す矢印Ａ，Ｂは、短下肢装具を底屈方向に動かしたときのそれぞれの動きを表している。
【００５２】
床に踵が接地されると、足先が落下する方向（底屈方向）に力が加わって、足載置体１２と共に連結部材１４の足載置体固定部材１５を底屈方向に押し下げる（図２，５に示す矢印Ａ）。すると足載置体固定部材１５の突起部３２が押圧受け部３１を押して変位部材２４を押し上げ、コイルバネ２２を圧縮すると共に、変位部材２４に取り付けられたピストン２７を押し上げる（矢印Ｂ）。尚押圧受け部３１の接触面３１ａが円弧状となっているから、弧状に動く突起部３２に対して滑らかに当接する。
【００５３】
ピストン２７の押し上げにより直ぐさま逆止弁３０が閉じ、流体収納室２６内の油２５は底屈用流体路２８に向かう。底屈用流体路２８は狭いので流体抵抗を生じ、これによりピストン２７の押し上げが制動され、これに伴って変位部材２４の押し上げも制動される。尚底屈用流体路２８に向かった油２５はピストン２７の後方側２６ｂへと流れ込む。
【００５４】
この様にして油圧緩衝器２３による流体抵抗力と、コイルバネ２２による弾発力が変位部材２４に加わって該変位部材２４の押し上げが制動されることにより、突起部３２の押し上げ並びに足載置体固定部材１５の底屈方向の動きが制動され、その結果足載置体１２の底屈方向の動きが制動されて、足先の急な落下が防止される。
【００５５】
次に遊脚期について述べる。このとき短下肢装具１０は背屈補助作用を発揮して、患者の足先が垂れない様にする。
【００５６】
足が床から離れ、短下肢装具１０に外力が加わらない遊脚期では、圧縮されていたコイルバネ２２が弾性復元し、変位部材２４を押し下げる（図５に示す矢印Ｂとは逆向き）。これによりピストン２７は押し下げられ、すると直ぐさま逆止弁３０が開き、背屈用流体路２７を通って油２５がピストン２７の後方側２６ｂから前方側２６ａへと流れる。背屈用流体路２７は十分に広いから、油２５は殆ど抵抗を受けずに流れることになる。尚底屈用流体路２８からも油２５がピストン前方側２６ａへと流れる。従ってコイルバネ２２の弾性復元力はあまり妨げられずにその力を発揮し、変位部材２４の押圧受け部３１が突起部３２を押して、足載置体固定部材１５を背屈方向へ移動させ、その結果、足載置体１２を背屈方向へ移動させて基準位置に戻す。
【００５７】
この様にして足先が引き上げられるから、足先を床に引っかけることなく前方に踏み出すことができる。また上述の底屈制動力は「コイルバネ２２の弾性抵抗力＋油圧緩衝器２３の流体抵抗力」によって大きな力が作用しているのに対し、この引き上げ力（背屈補助力）は「コイルバネ２２の弾性復元力−油圧緩衝器２３の背屈用流体路２９による流体抵抗力」であって、小さい力である。この様に底屈制動力に対して背屈補助力が小さいから、健常者の歩行状態に近くなり使用感が良好となる。尚上記基準位置から更に背屈方向に足先を上げるときには、押圧受け部３１の肩部３１ｂから突起部３２が離間することとなり、力付与手段２１から何の抵抗も受けずに足先を上げることができる。
【００５８】
次に油圧緩衝器２３の流体抵抗の調節機構について説明する。
【００５９】
図６は図５に示すＮ−Ｎ線断面図である。図５に示す様に、底屈用流体路２８は、流体収納室２６の頂部に取り付けられた絞り部形成部材３３を経由し、流体収納室２６横に形成された側部流体路２８ｂに至り、ピストン後方側２６ｂに繋がっている。
【００６０】
図６に示す様に絞り部形成部材３３は略円筒状をしており、絞り部形成部材３３中央に設けられた導入路３３ａが流体収納室２６の天井に開口し、この導入路３３ａと絞り部側壁に形成された溝部３３ｂとが接続路３３ｃを介して連なっている。溝部３３ｂは接続路３３ｃとの連通箇所が最も深く、接続路３３ｃから離れるに従って次第に浅くなる様に壁周囲に形成され、この溝部３３ｂから上記側部流体路２８ｂに繋がっている。絞り部形成部材３３は回転操作可能であり、絞り部形成部材３３を回転させることにより（矢印Ｃ）、側部流体路２８ｂへの溝部３３ｂの開口箇所を変更することができる。
【００６１】
油（作動流体）２５はピストン前方側２６ａから先ず導入路３３ａ内に導入され、接続路３３ｃを経て溝部３３ｂに至り、続いて側部流体路２８ｂを通ってピストン後方側２６ｂに向かう（図５，６参照）。溝部３３ｂのうち溝の深い箇所で側部流体路２８ｂに開口させた場合は、油２５の通路が広い（絞り面積が広い）から、流体抵抗が低くなる。一方溝部３３ｂのうち溝の浅い箇所で側部流体路２８ｂに開口させた場合は、油２５はこの溝の浅い箇所を通過しなくてはならず、即ち絞り面積が狭いから、流体抵抗が高くなる。この溝部３３ｂの深さは上述の様に連続的に深く（浅く）なる様に形成されているので、溝部３３ｂの回転角度を調節することにより、無段階に流体抵抗を変更することができる。
【００６２】
絞り部形成部材３３の回転操作は、絞り部形成部材３３に接続された回転操作部材３４によって行うことができ、回転操作部材３４の頂部３４ａにはドライバーに嵌合可能なマイナス溝が形成され、このマイナス溝に対して、図２に示す矢印Ｅの如く短下肢装具１０外部からドライバーにより操作し調節する。
【００６３】
この様にして簡単に流体抵抗を調節できるから、患者の症状の変化に応じて底屈制動力を変更することができる。また製造段階から個々の患者に適した底屈制動力を設定しておかなくても良く、大凡の底屈制動力のものを製作した後、個々の患者に合わせて調節することができ、製造コストが低減する。
【００６４】
しかもこの流体抵抗力の調節は、短下肢装具１０の外側から行うことができるから、足に短下肢装具１０を装着した状態のままで調節することができ、従って便利でまた即応性がある。
【００６５】
またコイルバネ２２の押圧受け部３１側に弾性復元を規制するバネ止め部（図示せず）を設け、該バネ止め部の位置を変更可能に構成すると良く、この構成を採用すると、例えばコイルバネ２２の最大復元位置に上記バネ止め部を配置すれば、コイルバネ２２自身の持つ固有のばね係数により弾性復元力が発揮されることとなり、他方、コイルバネ２２を縮ませた位置にバネ止め部を配置すれば、この縮んだ位置を基準としてコイルバネ２２が圧縮／復元されることになるので、弾性復元力が高くなる。この様に１つのコイルバネ２２を用いつつ弾性復元力を変更することが可能となり、調整の自由度が増す。
【００６６】
更に押圧受け部３１の接触面３１ａから肩部３１ｂまでの長さを変更可能に構成するのが良く（例えばネジ機構により長さを調節する）、これにより個々の患者に最も適した足首角度となる様に上記基準位置を変更することができる。
【００６７】
＜実施形態２＞
図８は本発明の実施形態２に係る短下肢装具の外側連結部材７４を示す縦方向断面図である。また図９は実施形態２の逆止弁付近（図８に一点鎖線の○で囲んで表した部分）の拡大断面図である。尚実施形態２は上記実施形態１の力付与手段をより具体的に表したものであると言える。また図８，９において図５〜７と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００６８】
本実施形態２においても、脹脛添体固定部材１６に力付与手段が形成されており、この力付与手段の弾性部材は内外２重に配された２本のコイルバネ２２から構成されている。
【００６９】
足載置体固定部材１５の突起部３２の押圧を受ける押圧受け部３１は、円弧状の接触面３１ａを備えた接触部材３１ｃと、コイルバネ２２に当接される肩部３１ｂを備えた基部材３１ｄからなり、この基部材３１ｄに接触部材３１ｃがネジ止め固定されている。そしてこのねじ込み程度を調整することにより、接触面３１ａから肩部３１ｂまでの長さを変更できる様になっている。また基部材３１ｄには、接触部材３１ｃの反体側に変位部材２４がネジ止め固定されており、押圧受け部３１と共に変位部材２４が動き、更にこの変位部材２４の動きに連動して後述のピストン７２が押引される（図９の矢印Ｂ，Ｊ参照）。
【００７０】
油圧緩衝器２３は、脹脛添体固定部材１６に形成された円筒状の空穴に円筒状シリンダ７６が内装され、このシリンダ７６内にピストン７２がスライドする様になったものであり、シリンダ７６の頂部に上記実施形態１の如く絞り部形成部材３３が接続され、上記空穴とシリンダ７６外周面との隙間により側部流体路２８ｂが形作られている。シリンダ７６の後方側（絞り部形成部材３３とは反対側）側壁には２つの開口７８が形成されており、上記側部流体路２８ｂとシリンダ７６内におけるピストン後方側２６ｂとをつないでいる。なおシリンダ７６内の油２５は、ピストン前方側２６ａから絞り形成部材３３の導入路３３ａ−接続路３３ｃ−溝部３３ｂ及び側部流体路２８ｂを経て、開口７８を介してピストン後方側２６ｂに流入し、またこの経路を逆流することになる。加えて油２５は後述の様にピストン７２の逆止弁を一方向に流れる。尚図中、７１は、油圧緩衝器２３の油２５の漏れを止めるためのシール部材である。
【００７１】
次にピストン７２に形成された逆止弁の構造について説明する。ピストン７２は図９に示す様に、ストローク方向中程に周溝７３ｃが形成された本体部７３と、上記周溝７３ｃに取り付けられたリング部材７５とからなる。リング部材７５は周溝７３ｃ内をストローク方向に移動可能となっており、図９（ａ）の様にリング部材７５が本体部７３の後方側盤７３ａに付いているときには、リング部材７５と本体部７３の前方側盤７３ｂとの間に隙間７３ｈを形成し、図９（ｂ）の様にリング部材７５が前方側盤７３ｂに付いているときには、リング部材７５と後方側盤７３ａとの間に隙間７３ｇを形成する。また本体部７３の後方側盤７３ａの外周面とシリンダ７６内壁の間には隙間７３ｅが開けられ、本体部７３の前方側盤７３ｂには流通孔７３ｄが複数形成されている。更にリング部材７５はその内周が周溝７３ｃの溝底面との間に隙間７３ｆを形成する大きさとなっており、一方外周はシリンダ７６内壁に接触する大きさとなって、隙間を作らない。これら隙間７３ｅ，７３ｆ，７３ｇや流通孔７３ｄは十分な大きさであるから、これらが連通しているときにはこの中を油２５が殆ど抵抗なく流れることができる。
【００７２】
次に本実施形態２の逆止弁の動作について説明する。
【００７３】
図９の（ａ）に示す様に変位部材２４（棒状部２４ａ）を押し上げる方向に力が加わると（矢印Ｂ）、リング部材７５と後方側盤７３ａとの隙間７３ｇが閉じる為、ピストン７２に連通した隙間や孔が形成されないから、ピストン７２部分を通しては油５２が流れることがなく、側部流体路２８ｂを伝って流れる（矢印Ｋ）のみとなる。一方図９の（ｂ）に示す様に変位部材２４を押し下げる方向に力が加わると（矢印Ｊ）、リング部材７５と後方側盤７３ａとの隙間７３ｇが開き、各隙間７３ｅ，７３ｇ，７３ｆ及び流通孔７３ｄが連通し、これらを介してピストン後方側２６ｂから前方側２６ａへ殆ど抵抗なく油２５が流れ（矢印Ｌ）、また側部流体路２８ｂからも流れる（矢印Ｍ）。
【００７４】
この様に変位部材２４を押し上げる方向（矢印Ｂ；底屈方向）への動きに対しては、絞り部（絞り部形成部材３３）によって流体抵抗が生じて足先の底屈が制動され、変位部材２４を押し下げる方向（矢印Ｊ；背屈方向）への動きに対してはあまり抵抗がなく、コイルバネ２２の弾性復元力も加わって、足先の背屈運動が補助される。
【００７５】
＜実施形態３＞
図１０は本発明の実施形態３に係る短下肢装具における連結部材４０を表す一部切欠き側面図である。尚図５と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００７６】
本実施形態３の力付与手段４１の油圧緩衝器（流体圧緩衝器）４３は３つの流体収納室４６ａ，４６ｂ，４６ｃ及び３つのピストン４７ａ，４７ｂ，４７ｃが並列に設けられたものであり、これらのそれぞれの底屈用流体路に設けられた絞り部４５の絞り面積を、絞り調節手段４４によって調整できる様になっている。
【００７７】
またこの油圧緩衝器４３に列べてコイルバネ（弾性部材）４２が設けられている。そしてこのコイルバネ４２の弾性力を調節ネジ４８によって調節できる様になっている。
【００７８】
力付与手段４１の変位部材３６にはローラ状の押圧受け部３７が設けられており、この押圧受け部３７が突起部３２の押圧を受ける。
【００７９】
実施形態３の油圧緩衝器４３は、上記の如く緩衝器を複数に分割して並列配置しているので各緩衝器は小さくて済み、即ち上記各流体収納室４６ａ，４６ｂ，４６ｃ及びピストン４７ａ，４７ｂ，４７ｃは小さいものとなる。またコイルバネ４２としても背屈補助力を発揮できる程度で良いから、小さいもので済む。従って力付与手段４１全体の厚みが薄いものとなり、短下肢装具の横方向の張り出しを、より小さくすることができる。
【００８０】
＜参考例１＞
図１１は本発明の参考例１に係る短下肢装具における連結部材５０を表す断面模式図であり、（ａ）は連結部材５０に力が付与されていない状態（基準位置の状態）を表しており、（ｂ）は底屈方向（矢印Ａ方向）に足を動かした状態を表している。尚図５と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００８１】
本参考例１の連結部材５０は力付与手段が連結軸１７周りに設けられたものであって、連結軸１７周りに油圧緩衝器５５の流体収納室５６がドーナツ状に配置されている。足載置体固定部材１５を底屈方向に動かすと、フリー羽５１がベン羽５２を押し、流体収納室５６内に満たされた油２５は、図１１（ｂ）に示す矢印Ｆ方向に流れる。このとき油２５は絞り部５３を経由して流れるから、この絞り部５３における流体抵抗を受け、足載置体固定部材１５の底屈方向（矢印Ａ方向）への動きを制動する。またベン羽５２は同時にコイルバネ５４を圧縮するから、このコイルバネ５４の弾性復元力も底屈方向への動きを制動する。つまり油圧緩衝器５５とコイルバネ５４の両方の力によって底屈制動が行われる。尚油圧緩衝器５５の流体抵抗は絞り５７によって調節できる様になっている。
【００８２】
次に足載置体固定部材１５に加わる底屈方向の力がなくなると、コイルバネ５４が復元して図１１の（ａ）に示す様に基準位置に戻る。
【００８３】
本参考例１では力付与手段が連結軸１７の周囲に形成されたものであるから、コンパクトな構成でシリンダストロークを確保することができる。
【００８４】
以上、本発明に係る短下肢装具に関して、例を示す図面を参照しつつ具体的に説明したが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００８５】
例えば実施形態１において図２に示す様に流体抵抗の調節を足の斜め上前方から行う構成のものを示したが、図１２［本発明に係る短下肢装具の連結部材についての他の例を示す側面図］に矢印Ｇで示す様に、足の斜め下後方から調節する構成としても良い。
【００８６】
また押圧受け部３１，３７を着脱自在に構成し、大きさの異なる押圧受け部に取り替えることにより、上記基準位置を変更する様にしても良い。
【００８７】
加えて上記実施形態では足載置体固定部材１５や脹脛添体固定部材１６をそれぞれ足載置体１２や脹脛添体１１に取り付ける場合を示したが、足載置体固定部材１５と足載置体１２を一体に構成したり、また脹脛添体固定部材１６と脹脛添体１１を一体に構成しても良い。
【００８８】
【発明の効果】
以上の様に本発明に係る短下肢装具によれば、使用感が良好である上、背側に張り出しのない構造にでき、全体的にスリムなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る短下肢装具を示す斜視図。
【図２】実施形態１の短下肢装具を足に装着した様子を表す足外側からの側面図。
【図３】（ａ）は実施形態１の短下肢装具を装着した場合を表す図、（ｂ）は比較例１の短下肢装具を装着した場合を表す図。
【図４】実施形態１の短下肢装具を装着した場合において足の後側から見た図。
【図５】実施形態１の短下肢装具の外側連結部材を示す縦方向断面図。
【図６】図５に示すＮ−Ｎ線断面図。
【図７】図５に示すＰ−Ｐ線部分における断面図。
【図８】本発明の実施形態２に係る短下肢装具の外側連結部材７４を示す縦方向断面図。
【図９】実施形態２の逆止弁付近を示す拡大断面図。
【図１０】本発明の実施形態３に係る短下肢装具における連結部材を表す一部切欠き側面図。
【図１１】本発明の参考例１に係る短下肢装具における連結部材を表す断面模式図。
【図１２】本発明に係る短下肢装具の連結部材についての他の例を示す側面図。
【図１３】従来例▲１▼の短下肢装具を示す側面図。
【図１４】健常者の歩行時の足の動きを説明する為の模式図。
【図１５】足首の動きを説明する為の側面図。
【図１６】従来例▲１▼の短下肢装具を装着して階段を下りる様子を表す図。

Claims

足底を載せるための足載置体、
脹ら脛にあてがわれる脹脛添体、
前記足載置体の足外側面に固定される足載置体固定部材と、前記脹脛添体の足外側面に固定される脹脛添体固定部材とを、足外側の連結軸を介して底屈及び背屈方向に揺動可能に連結する連結部材、
並びに、前記足載置体が前記脹脛添体に対して特定の基準位置から底屈方向へ移動する際に当該足載置体に抗力を与え、且つ当該足載置体を前記基準位置に戻す方向の復帰力を与える力付与手段を備えると共に、
この力付与手段は、前記連結部材の前記脹脛添体固定部材に設けられ、
且つ該力付与手段は、
前記足載置体が前記基準位置にある状態で当該足載置体に当接し、且つ当該基準位置から足載置体が底屈方向に移動するのに伴って変位可能となる様に前記脹脛添体固定部材に取り付けられた変位部材と、
前記基準位置から底屈方向に移動した足載置体に対して当該足載置体を前記基準位置に戻す方向の弾発力を前記変位部材に付与する弾性部材と、
前記足載置体の底屈方向の移動に伴って変位する際に前記変位部材に流体抵抗を与える流体圧緩衝器とを含み、
前記足外側の連結軸は、前記足載置体に載せられる足の外側踝に対応する位置に設けられ、且つ当該外側踝が侵入可能な開口部が形成されてなり、
前記脹脛添体固定部材は、外側踝の上の凹み部分に位置することを特徴とする短下肢装具。
請求項１に記載の短下肢装具において、
前記流体圧緩衝器は、前記変位部材に与える流体抵抗が調節可能となる様に構成されていることを特徴とする短下肢装具。
請求項２に記載の短下肢装具において、
前記流体圧緩衝器は、
前記連結部材の内部に形成され、作動流体を収納する流体収納室と、
前記変位部材に設けられ、前記流体収納室内に嵌入されるピストンと、
前記足載置体の底屈方向への移動に伴って前記ピストンが変位する際にこのピストンにより押された流体を逃がす為の底屈用流体路と、
この底屈用流体路中に設けられ、当該底屈用流体路における流体の流量調節可能な絞り部と
を含むことを特徴とする短下肢装具。
請求項３に記載の短下肢装具において、
前記連結部材の外側に露出する様に設けられ、外部から操作を受けることにより前記絞り部の絞り面積を変化させる絞り調節手段を備えたことを特徴とする短下肢装具。
請求項４に記載の短下肢装具において、
前記絞り調節手段は、外部から回転操作可能な回転操作部材であり、
前記絞り部は、前記底屈用流体路の一部を構成し、且つ絞り面積が前記回転操作部材の回転によって変化するように構成されていることを特徴とする短下肢装具。
請求項３〜５のいずれかに記載の短下肢装具において、
前記流体圧緩衝器は、更に、前記足載置体の前記基準位置への背屈方向の復元移動に伴って前記ピストンが変位する際にこのピストンにより押された流体を主に逃がす為の背屈用流体路を備え、
この背屈用流体路中に、前記足載置体の底屈方向への移動に際して閉じる様に構成された逆止弁が設けられたものであることを特徴とする短下肢装具。
請求項１〜６のいずれかに記載の短下肢装具において、
前記足載置体と前記脹脛添体とが更に足内側に位置する連結軸を介して底屈及び背屈方向に揺動可能となる様に連結されており、
この足内側の連結軸の回転中心が、足内側踝が形成する隆起の下端ないしその近傍に位置し、且つこの足内側の連結軸の回転中心と前記足外側の連結軸の回転中心とが同軸上に位置する様に配置されていることを特徴とする短下肢装具。