JP6530269B2 - エルボークラッチ - Google Patents

Description

本発明は、歩行時に障害のある脚に負担をかけることが困難な人が補助用に使用する杖であるエルボークラッチに関するものである。

歩行時の補助杖としては、従来品として、ロフストランドクラッチがある。ロフストランドクラッチは、主に、棒状をなす脚部と、脚部の上端に前方方向に突設されたハンドグリップと、脚部から上方に延設された、前方（歩行進行方向であってこの場合は橈骨側）が開口されたカフを有する腕部にてなる。そして該カフは肘から手首にかけての前腕に対し前腕の尺骨側に沿うようすなわち前腕の背面側（尺骨側）と前腕側面に当接する形態となっている。使用する場合肘を伸ばして主にハンドグリップで体重を支えるため手首に対する負荷が大きい。

他の従来品として、カナディアンクラッチがある。カナディアンクラッチは、主に、棒状をなす脚部と、脚部の上端に前方方向に突設されたハンドグリップと、脚部から上方に延設された、前方（歩行進行方向であってこの場合は上腕二頭筋側）が開口されたカフを有する腕部にてなる。そして該カフは肘及び又は上腕に対し上腕の背面側（上腕三頭筋側）と側面側に当接する形態となっている。すなわちカナディアンクラッチはロフストランドクラッチに対し、カフの位置が上腕に当接する位置にあることが主として相違する。ただし両者共に、カフは前方方向に開口されている点で共通する。カナディアンクラッチも使用する場合肘を伸ばして、但し上腕の上腕三頭筋側がカフで支えられているのでロフストランドクラッチよりも、上腕三頭筋が弱くとも使えるが、主にハンドグリップで体重を支えるため手首に対する負荷が大きい。

他の従来品として、スマートクラッチがある。主に、棒状をなす脚部と、前腕の尺骨側に当接するカフと、カフから斜めに突設したハンドグリップと、当該カフが前記脚部に回動自在でかつ使用者の所望の角度に固定して接続することができる回動接続具部にてなる。ただし、カフは前腕の前方（歩行進行方向であってこの場合は橈骨側）に開口を有する。脚部は尺骨の軸心方向に対し適宜な角度を傾けて取り付けられる。前腕を振り下ろす様にする動作にて体重を支えるが、ハンドグリップ及びカフで前腕の尺骨側で面積広く力が分散されるため手首への負荷は比較的小さい。しかし前腕を振りおろすためには肩や上腕三頭筋に負担がかかるため、筋力が十分な者に使用が限られる。更に後述するように、歩行時に次の一歩を踏み出すときに、杖を前方の地面に突き当てるときの操作が極めてやりにくいという問題がある。

特許文献１には、握り手と、該握り手の端部に設けた連結部の下方に前記握り手に対して実質的に直角に連結された支柱と、前記連結部内に設けた軸受機構を介してその一端が握り手に対して回動可能に取り付けられ且つその他端に前腕支持部材が設けられている前腕支持部を含んで構成され、前記軸受機構に前記前腕支持部の握り手に対する傾斜角を複数の所定角度で係止する係止機構が設けられ、前記握り手に前記係止機構を開放する係止解放手段が設けられている前腕支持杖が開示されている。前記前腕支持部材の取付はロフストランドクラッチの構造に類似している。

特許文献２には、下肢障害者であって、かつ手指手首の関節が屈曲拘縮した障害者のための補助杖において、杖杆の上端の水平な支承台より前方イに向かって伸縮及び回動可能な支持杆を設け、該支持杆と把手との間に連設せしめる２個以上の継手は、両内側端面に放射状の係止歯を刻設して?合する一対の菊座がその中心軸線方向に弛緩可能なねじにより螺着されていて、前記支持杆先端にその軸線と軸線が直交方向となるように継手の一方の菊座を設け、該一方の菊座に螺合する他方の菊座はこれに一体的に連結される次の継手の一方の菊座とが相互に直交方向の軸線となるように配設された補助杖が開示されている。前記支承台の取付はスマートクラッチの構造に類似している。

特許文献３には、シャフト外周に嵌合する弾性筒体と、該筒体の筒壁の一部に、筒軸方向に亘って開口形成されたスリットと、該スリットに近接して筒体外周に一体形成された吊り紐取付部と、該吊り紐取付部に固定されるループ状の吊り紐とを備えた歩行補助用ポールのストラップが開示されている。

特許文献４には、直立した棒状に伸長して形成された杖柱と、杖柱の上方に具備された握り柄と、握り柄の上方に配置されパイプ状もしくは開口部１０を前方イ即ち進行方向に向けたハーフパイプ状に直立方向に短く伸びて形成された前腕保持具と、前腕保持具が後方ロへ押圧されると杖柱に対してその軸芯を含む進行方向面内で後退移動可能に連結する連結手段と、押圧が解除されると元位置に復するよう付勢する付勢手段とを備えた杖が開示されている。前記前腕保持具の取付はロフストランドクラッチの構造に類似している。

特開昭６０−１９０９６２号公報 特開昭５３−０７３８９４号公報 実用新案登録第３０７６３４４号公報 特開２００５−１５２５９２号公報

歩行補助具は、患足に体重が掛からないようにするため、患足に掛かる荷重の一部を負担する目的で使用する。ハンドグリップのみで荷重を支えきれない握力がない者や、リウマチ患者のように関節そのものに荷重を掛けられない者にとっては、ハンドグリップ以外にも荷重を受ける機能が必要である。Ｔ字杖では、安定が得られない上記のような患者の場合には、ロフストランドクラッチ、カナディアンクラッチ、並びに、特許文献１及び４に記載の歩行補助具が使用されるが、ハンドグリップの近傍に上肢の荷重時の動揺を制御するためのカフなどを設置し、杖を使用時に手首に生じる内外方向の回転力（トルク）を抑制し手首に掛かる負荷を軽減する役割を担っている。しかし、この方法では手首にかかる荷重を十分減らすことが出来ない為、使用者は手首に掛かる大きな負担を常に受けなければならない。このため、快適に長時間の安定した歩行を実現することが出来ていないという問題があった。

また、歩行中、突然の転倒などで、ハンドグリップを掴んだ手と、前腕支持部材や前腕保持具等のカフ部、又はストラップなどに挿入させた前腕や上腕とに異常な外力が加わったときに、カフの開口部から腕が円滑に抜ければよいが、開口の角度と抜く方向が一致しない場合には前腕や上腕が腕部から瞬時に離脱できない場合があり、手首、前腕又は上腕の骨折や打撲などの障害を生じやすいという問題があった。ロフストランドクラッチ、カナディアンクラッチ、スマートクラッチは共にカフの前方が開口しているが、これはクラッチ（杖）を容易に腕に装着できるために設けられているが、転倒時等におけるリスクマネジメントとしては必ずしも十分ではない場合がある。

スマートクラッチ又は特許文献２に記載の発明は、障害のある患足から略水平的な板材上に載せた手や手首へ荷重移動できるが、前述のように肩や上腕三頭筋等の筋力の強い者でないと扱いにくい上に、以下詳細に述べるが、歩行時の次の一歩を踏み出すときに、スマートクラッチや特許文献２に記載の発明の杖を前方の地面に突き当てるときの操作が極めてやりにくいという問題があった。

それは歩行時の杖の操作性の問題であるが、歩行時に、手を自然に真っ直ぐに伸ばして手の方向と略同一方向線上に脚部の先端がある形態であると、次に荷重をかけようと思った狙いの地面の位置に杖の先端を移動させるのが自然に無意識にできる楽な動きであるが、スマートクラッチ又は特許文献２に記載の発明は、脚部の上端が前腕の略中央部に位置するため、手を自然に真っ直ぐに伸ばして手の方向と略同一方向線上に脚部の先端が位置しない形態であることから、次に荷重をかけようと思った狙いの地面の位置に杖の先端を移動させるために意識して杖の先端を見ながら歩行しなければならないため、極めて杖の操作が難しく歩行するのに非常に疲れるという問題であって、運動神経のよいアスリートであれば克服できる場合があるが、特に運動神経がそれほどでもなく体力的にめぐまれない通常の障害者には杖を操作しづらい。

更に、歩行時などで、脚部や、前腕を挿入した部材に異常な外力が加わったときに、挿入した前腕が該部材から瞬時に離脱できない構造であるので、手首又は前腕の骨折や打撲などの障害を生じやすいという問題があった。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、筋力や運動能力に優れてはいない通常の障害者、一時障害者又は半永久障害者等が、通常の日常行動に使用して、手首にかかる負担が小さく長時間の安定した歩行を実現でき、歩行時に操作しやすいエルボークラッチを提供すること、更には、異常な外力が加わったときにも傷害発生を起こしにくいエルボークラッチを提供することを課題とする。

本発明における「前方」、「後方」とは、エルボークラッチの使用時の使用者からみた前後方向（進行方向）における前方又は後方を意味する。

請求項１に記載のエルボークラッチ１は、杖として使用されるエルボークラッチ１であって、棒状に形成された脚部４と、該脚部４の上方に配設され前方イへ突出させたハンドグリップ６と、該ハンドグリップ６の上方に延設された腕部５と、腕部５に付設されたカフ部２とを備え、前記カフ部２は、開口部１０を後方ロへ設けた略Ｕ字形状で、側面視で前記略Ｕ字形状部が使用者の上腕骨の骨幹部域の範囲に位置する形態を有する上部カフ部１１を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載のエルボークラッチ１は、請求項１において、前記カフ部２が、前記上部カフ１１の下方に、前腕の尺骨側が接し、開口部１０を橈骨側に前方イへ設けた略Ｕ字形状の形態を有する下部カフ部１３を有することを特徴とする。

請求項３に記載のエルボークラッチ１は、請求項２に記載の発明において、前記カフ部２を構成する、上部カフ部１１と下部カフ部１３とが、使用者の肘２３の左右側の両側又は片側に接する上下カフ接続部１２で連結されていることを特徴とする。

請求項４に記載のエルボークラッチ１は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記カフ部２と前記腕部５とが、本体と本体から離脱可能な離脱部分とを備え、離脱部分が本体に対して仮固定が可能で、本体と離脱部分の間に所定値以上の力がかかったときに、離脱部分が本体から離脱するようにされている離脱機構７により、接続されていることを特徴とする。

請求項５に記載のエルボークラッチ１は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記カフ部２を前記腕部５に接続するにおいて、前記腕部５に対する前記カフ部２の傾斜方向及び傾斜角度を調整可能とするカフ部姿勢調整機構８を備えることを特徴とする。

請求項１に記載のエルボークラッチ１は、上腕２２の上腕二頭筋側に接する上部カフ部１１を有するため、腕に掛る荷重が、手首グリップ以外に、分散してエルボークラッチ１に伝達される。特に歩行時に上半身が前傾しエルボークラッチ１を把持する腕が肩よりも肘が後方になる姿勢をとる場合に上部カフ部１１に荷重が大きく分散される。したがって、ハンドグリップ６を握る手にかかる荷重を軽減させることができて、握力が弱い人でも楽に歩行することができ、手首にかかる荷重を軽減できるため長時間の使用にも楽に歩行することができるという効果を奏する。

このため、従来の考えと全く異なり、本発明のエルボークラッチ１は、カフ部２がハンドグリップ６の役割の一部をも有する。つまり、本発明のエルボークラッチ１は、荷重を受けることを主目的にした従来のハンドグリップ６のようなものは存在せず、本発明のエルボークラッチ１のハンドグリップ６は手を添える部分はあるが、荷重を受けることが最大の目的ではなくなる。エルボークラッチ１の位置方向、操作が主機能になる。上部カフ部１１により上腕２２部分で荷重を受けることができるので、使用時に手関節からの荷重負荷はハンドグリップ６に殆ど掛かることがない。このように上腕２２部分で荷重を受けるということは、筋力が低下した患者だけでなく、歩行補助具を必要とする全ての者に対するユニバーサルデザインであるといえるという効果を奏する。

本発明のエルボークラッチ１を使用すると、手を自然に真っ直ぐに伸ばして手の方向と略同一方向線上に脚部４の先端がある形態であるので、運動神経が特に優れているでもなく、筋力が特に優れているでもない通常の障害者にとっても、歩行時にエルボークラッチ１を操作しやすいという効果を奏する。

このことを杖の操作性に関して上肢の関節自由度をもとに説明する。因みに身体の位置や運動について、関節運動時の位置関係を表すには、各関節の０°肢位の状態での三次元立体に対し左右に分けた面を矢状面、前後に分けた面を前額面、上下に分けた面を水平面と呼び、関節の位置及び称呼はこの状態から起こる軸と面で規定される。矢状面上の動きは屈曲・伸展、前額面上の運動は内転・外転となる。手関節ではその方向により橈骨方向を橈屈、尺骨方向へは尺屈と呼び、また動作の別方向の場合に掌屈・背屈というように用いられる。

人間の肩関節は３自由度、肘関節は１自由度、手関節は３自由度の三次元的な動きすることが出来る。杖先を操作する脚部が前腕の略中央部に位置するスマートクラッチ又は特許文献２に記載の発明では、手関節の３自由度を影響させることが出来ない為、その自由度は４自由度である。これに対して本発明であるエルボークラッチ１は肩関節に近い上肢、肘関節及び手関節を使用でき、上肢は冗長自由度を持つため、様々な動きを実現することが出来る。よって、歩行中にハンドグリップにより杖先を操作する際、その自由度は７自由度を用いることができ、自由度が多い場合、各関節には十分な余裕があり微調整などが行え、安定した歩行が行われ、高い操作性を保持できるという効果を奏する。この自由度の差が杖の操作性の違いであり、自由度が多いことが、本発明のエルボークラッチ１の特徴の一つである。

請求項２に記載のエルボークラッチ１によれば、カフ部２には上腕２２の上腕二頭筋側に接する上部カフ部１１と前腕２４の尺骨側に接する下部カフ部１３とを有する。前腕２４にあてがう下部カフ部１３が上腕２２にあてがう上部カフ部１１の肘の下方向に固定されあるいは一体に成形されているため、腕に掛る荷重が、手首グリップ以外に、上部カフ部１１及び下部カフ部１３を介して、分散してエルボークラッチ１に伝達される。又上部カフ部１１の上腕に対する上下位置がずれることなく上部カフ部１１が上腕２２の一定高さ位置に維持できるという効果を有する。特に前傾姿勢をとる場合に上腕２２から上部カフ部１１に荷重が分散される場合に、上部カフ部１１は後方成分を有する反力を受けるが、下部カフ部１３が前腕２４の後ろ側の尺骨側にあてがわれているため、前腕２４にて前方向を受け、前後方向に安定する。更に下部カフ部１３は、従来のロフストランドクラッチと同様の荷重分散効果を有する。更に、杖の操作が上腕２２と前腕２４を一体として扱えるので、一層高い操作性を有することができる。

請求項３に記載のエルボークラッチ１は上部カフ部１１と下部カフ部１３とが、使用者の肘２３の左右側の両側又は片側に接する上下カフ接続部１２で連結されているので、側面視で使用者の肘２３の前方後方ともに開口がされているため、肘２３を曲げることが自由にできるため、例えば、手をハンドグリップ６から外して肘２３で屈曲させた状態にして、券売機からの切符の購入などの何かの作業をすることが容易にできるという効果を奏する。

請求項４に記載の発明は、転倒時等のためのリスクマネジメントを企図したものであり、一定以上の荷重を受けた際に、カフ部２と腕部５とをから離脱させる離脱機構７を設けたので、例えば、使用者が転倒した際にカフ部２を腕部５から瞬時に離脱させることができる。これにより、腕に取り付けた杖が離れずに、関節に異常な方向の力が加わる等により使用者が腕を痛めてしまうといった事態を防止することができる。

請求項５に記載の発明は、前記カフ部２を前記腕部５に接続するにおいて、前記腕部５に対する前記カフ部２の傾斜方向及び傾斜角度を調整可能とするカフ部姿勢調整機構８を備えているので、エルボークラッチ１の形態を使用者の肘角などの体格に容易に合わせることができるので使用者の自然な上肢の角度の時に、好みの位置に杖先を設定することが出来る。更にエルボークラッチ１を上肢に沿わせることができ、使い勝手よく使用することができる。

本発明に係るエルボークラッチの実施形態を示す左側面図である。 図１に示すエルボークラッチの上部拡大図である。 図１に示すエルボークラッチのカフ部を示すもので、（ａ）は左側面図、（ｂ）は右側面図である。 図１に示すエルボークラッチのカフ部を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。 図３に示すカフ部において、（ａ）は上部カフ部のＡ−Ａ断面、（ｂ）は上下カフ接続部のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は下部カフ部のＣ−Ｃ断面図である。 エルボークラッチの離脱機構の事例の一つを示す図で、（ａ）は第二離脱部材と第二離脱部材が係合している状態を示す水平方向の断面図で、（ｂ）は離脱した第一離脱部材の平面図で、（ｃ）は離脱した第二離脱部材の平面図である。 図６に示した離脱機構の正面図である。 図６に示した離脱機構にカフ部を取り付けた水平方向の断面図である。 離脱機構とカフ部姿勢調整機構との連結状態を示す説明図である。 離脱機構に被傾動部材を固設させた形態を示す説明図である。 離脱機構と連結させた状態におけるカフ部姿勢調整機構の垂直方向断面図である。 図１１におけるＤ−Ｄ線断面図である。 図１１に示すカフ部姿勢調整機構の突部側から見た説明図である。 カフ部姿勢調整機構で離脱機構を傾斜させた説明図である。 本発明のエルボークラッチを使用して、エルボークラッチと患足とを前方に移動させる状態である歩行姿勢ａ時の説明図である。 本発明のエルボークラッチを使用して、健足を前方に移動させる状態である歩行姿勢ｂ時の説明図である。 本発明のエルボークラッチを使用して、健足を前方に移動させて患足とすれ違う状態である歩行姿勢ｃ時の説明図である。 本発明のエルボークラッチを使用して、健足を患足より前方に移動させた状態である歩行姿勢ｄ時の説明図である。 本発明のエルボークラッチを使用して、健足を前方に着地させたときの状態である歩行姿勢ｅ時の説明図である。 一歩歩行する間におけるエルボークラッチの傾斜状況を示す説明図である。 図１８に示す歩行の経過における荷重分散を示す説明図である。 従来品と本発明品との効果を比較する、歩行経過時間における杖にかかる総荷重変化を示す図である。 従来品と本発明品との効果を比較する、歩数とハンドグリップにかかる荷重による圧迫個所と非圧迫個所の分布状況を示す図で、（ａ）は従来品使用の場合、（ｂ）は本発明品のエルボークラッチ使用の場合である。 図２３における荷重による圧迫個所ピクセル数と非圧迫個所ピクセル数とを集計しグラフ化した図で、（ａ）は従来品使用の場合、（ｂ）は本発明品のエルボークラッチ使用の場合である。 従来品のロフストランドクラッチを示す図である。 圧力測定フィルムの層を説明する説明図である。 本発明のエルボークラッチで離脱機構及びカフ部姿勢調整機構を付加させていない実施例２の形体を示す６面図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）が背面図、（ｃ）が右側面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が平面図、（ｆ）が底面図である。 参考のため、本発明のエルボークラッチで離脱機構及びカフ部姿勢調整機構を付加させていない実施例２の形体を示す６面図である。 図面代用写真であって、実施例１の、離脱機構及びカフ部姿勢調整機構を付加させたエルボークラッチの上部の写真で、（ａ）が正面視、（ｂ）が背面視、（ｃ）が右側面視、（ｄ）が左側面視の写真である。 実施例１のエルボークラッチのカフ部を上面（肩方向）から見た拡大写真である。 実施例１のエルボークラッチの下部カフ部の側面に腕部が離脱機構及びカフ部姿勢調整機構を介して接続されている部分の拡大写真である。 エルボークラッチにおける、カフ部、ハンドグリップ、杖先の三次元的相対位置関係についての肘の生理的外反の説明図で、（ａ）が肘角の説明図で、（ｂ）が把持するときの正面視の説明図で、（ｃ）が把持するときの側面視の説明図である。 エルボークラッチにおける、カフ部、ハンドグリップ、杖先の三次元的相対位置関係の説明図で、（ａ）が正面視の説明図で、（ｂ）が右側面視の説明図である。 エルボークラッチにおける、カフ部、ハンドグリップ、杖先の三次元的相対位置関係の説明図で、（ａ）が上部カフ部の説明図で、（ｂ）が下部カフ部の説明図で、（ｃ）がカフ部の説明図である。 エルボークラッチのカフ部と脚部との相対位置関係の微調整の説明図で、（ａ）が内転と外転の説明図で、（ｂ）が屈曲と伸展の説明図である。

本発明に係るエルボークラッチ１の実施形態を、図１乃至図２１に示す。エルボークラッチ１は、図１に示すように、基本的な構成要素として、脚部４と腕部５と、ハンドグリップ６と、カフ部２とを備える。脚部４と腕部５を合わせた部分を以下便宜的にシャフト３という。脚部４は通常直線状であるが、必ずしも直線状である必要はなく歩行補助に適する範囲で適当に曲がっていてもよい。

シャフト３は、金属などの剛性の高い材料で形成された外見棒状であり実態は軽量化のため筒体が好ましい。ハンドグリップ６から下方の脚部４と、ハンドグリップ６から上方の腕部５に分かれている。脚部４には、図２７（ａ）に示すように長さ調整部１４が設けられていることが好ましい。長さ調節部１４とは例えば脚部４の筒中に内筒を入れて二重筒とし内筒を出し入れして脚部４全体の長さを調節し、ネジ又はピン等で所望の長さに固定するものをいう。また脚部４の下の先端部には石突き９が付いていることが好ましい。シャフト３の脚部５の長さは、成人が使用する場合、脚部５の先を外側前方イ１５ｃｍのところに置いたときに肘関節が３０度の屈曲したときの長さに設定するのが好ましい。この３０度が最も力を出しやすい角度と一般的にいわれている。これにより、エルボークラッチ１を使用しているときには、肘関節はほとんど屈曲している状態になるが、肘関節が屈曲している方が地面からの衝撃の軽減や、エルボークラッチ１への荷重時に力を入れやすい等の効果がある。

また、シャフト３の腕部５は、脚部４に対して後方ロに傾斜させており、通常、腕部５は脚部４から「く」の字状に脚部４と腕部５のなす角が０〜数十度曲がっており、脚部４の軸と腕部５の軸とは１平面上にあるが、本実施例の場合、腕部５の脚部４に対する傾斜角であるサポート角は約１０度である。腕部５を傾斜させることによって、使用者の前腕２４が腕部５に沿いやすくなり使用者はエルボークラッチ１を操作しやすくなる。

ハンドグリップ６は、前記シャフト３の脚部４の上端であって腕部５との境目に前方イ側に突出する状態で固定されている。ハンドグリップ６は金属などの硬質材料の表面を樹脂などの軟質材料で覆い、握り心地の良い構成することが好ましい。

次に、カフ部２は、ハンドグリップ６の上方であってシャフト３の腕部５の上方で前方イ側に付設されている。

発明者は、一般的に杖の使用時に肘２３が屈曲して上腕２２部分が前傾していることに着目し、従来の杖の場合には患足２０にかかる荷重を杖側に移動させるとすべてハンドグリップ６を握る手にかかっていたが、この手にかかる荷重を上腕２２に分散させるという発想から本発明に至った。

該カフ部２には、開口部１０を後方ロへ設けられ（上腕２２の上腕三頭筋側が開口されて）、略水平断面が略Ｕ字形体で、側面視で前記略Ｕ字形体部の内壁面が使用者の上腕骨の骨幹部域の上腕二頭筋側、上腕二頭筋とは、腕を曲げたときによく浮き出る力こぶと呼ばれる部分であるが、この筋腹に接する部分を有する上部カフ部１１が設けられている。

ここで、断面が略Ｕ字形体とは、軸方向に垂直な断面が略Ｕ字形体であって、Ｕ字の上方に相当する開口側から上腕２２又は前腕２４が容易に抜けうる開口幅を有し、Ｕ字の底部に相当する底部は開口側と反対側の上腕２２又は前腕２４の外周をできるだけ隙間なく包み込んで接触し、Ｕ字の左右に相当する側部は上腕２２又は前腕２４をしっかり保持できるようにできるだけ隙間なくされた、上腕２２又は前腕２４の断面外周に沿う形体であって、かつ、骨軸方向に長さを有する形状物をいう。したがって、Ｕ字形状の文字通り開口側の両側の内側面は平行であるものに限られず、開口部１０に向けてやや狭くなる傾斜を有するもの、逆にやや広くなる傾斜を有するものも含まれる。換言すればＵ字形状とは、上腕２２又は前腕２４を囲繞する断面外周に沿う形体から、上腕２２又は前腕２４を出し入れする一方向に設けた開口部１０を取り除いた形体である。上部カフ部１１の上縁は肘より上の上腕骨の骨幹部に至っている必要があり、いわゆる力こぶの頂点以上の上側（肩側）で脇までの間にあることが好ましい。

上部カフ部１１は、図１５乃至図１９に示すように、肘２３から上方の上腕２２の前側に当接させるようになっており、前述のように腕を曲げたときによく浮き出る力こぶと呼ばれる上腕二頭筋側の筋腹側に当接させるようにする。上部カフ部１１は、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）に示すように開口部１０を後方ロへ設けた略水平断面が略Ｕ字形体であるので、歩行時に上部カフ部１１の左右方向の側面がしっかりと上部カフ部１１の前側を上腕二頭筋側に当接させることができる。これにより、歩行時、特に上半身が前傾し、肩より肘２３が後ろにある場合に、上腕二頭筋側が上部カフ部１１の内面（Ｕ字断面底部）を押すことで、後述する作用により手首にかかる負荷が軽減される。上部カフ部１１は後方ロを開口させているので、腕をカフ部２に挿入しやすく、異常な外力が加わったときにも上腕２２を上部カフ部１１から抜きやすい。

また、本発明のエルボークラッチ１は、カフ部２の位置が従来品のロフストランドクラッチ６０のカフ部の位置に比べて高い上腕２２部分にあるため、体重心の動揺をより効率的に抑制することが出来る。つまり、動揺性に対する安定感に寄与している。そのため、使用者にとっての内外側方向への動揺を抑えることが出来る。このことにより、体重心は内外側方向へ動揺することなく、より安定した直進性を持った歩行を獲得することが出来る。

そして、カフ部２には、図２乃至図４、図１５乃至図１９に示すように、前記上部カフ部１１の下方に、前腕２４の尺骨側が接し、開口部１０を橈骨側に前方イへ設けた略Ｕ字形状の形態を有する下部カフ部１３が設けられている。下部カフ部１３は、図５（ｃ）に示すように開口部１０を前方イへ設けた軸方向に垂直な断面が略Ｕ字形体を有する。

下部カフ部１３は、前腕２４の後方ロを支持する形態であり、かつ前腕２４の内外両側を覆っているため、前額面に垂直な方向の前腕２４の回転運動に対するトルクを効率よく受けることが出来る。このことにより離脱機構７に対して効率的に力を伝達することができる。下部カフ部１３は、開口部１０を前方イへ設けた略Ｕ字形体を有するので使用者が転倒時等に骨折などの被害に遭わないように、腕をシャフト３の腕部５から容易に離脱させることができる。下部カフ部１３の下縁の位置は限られないが、肘２３と手首の間であって、肘２３から肘２３と手首の間の距離の二分の一から三分の一程度が好ましい。短いと、上部カフ部１１の位置ずれ防止効果が十分でなく、また、前腕２４に負荷を分散する効果も発揮しがたい。長すぎるとエルボークラッチ１の操作がしにくくなる。

更に、下部カフ部１３は、上部カフ部１１に対する荷重のカウンターとして作用している。つまり、上部カフ部１１に掛かる荷重は、上下カフ接続部１２を介して下部カフ部１３によって腕部５へと伝達されることから、下部カフ部１３は、腕部５への力の伝達効率に寄与している。

さらに、カフ部２には、図２乃至図４、図１５乃至図１９に示すように、上部カフ部１１と下部カフ部１３とを連結する、使用者の肘２３の左右側の両側又は片側に接する上下カフ接続部１２を設ける。上下カフ接続部１２は、上部カフ部１１の下方で下部カフ部１３の上方に、側面視で使用者の肘２３の周部に、図５（ｂ）に示すように開口部１０を前後方向イ、ロに設け、使用者の肘２３の左右側の両側又は片側に、前記上部カフ部１１の略側面形状を前記上部カフ部１１下端から下方に延設させた形体を有する。

上下カフ接続部１２は、後方ロが開口した上部カフ部１２と、前方イが開口した下部カフ部１３とを接続させて上部カフ部１１をしっかりと支持する。上下カフ接続部１２は、少なくとも前後方向イ、ロを開口させているので、腕を上部カフ部１１から下部カフ部１３に挿入しやすく、異常な外力が加わったときに上腕２２及び前腕２４をカフ部２から抜きやすい。上部カフ部１１と下部カフ部１３とが、使用者の肘２３の左右側の両側又は片側に接する上下カフ接続部１２で連結されていると、側面視で使用者の肘２３の前方イ、後方ロともに開口がされているため、肘２３を曲げることが自由にできるため、例えば、手をハンドグリップ６から外して肘２３で屈曲させた状態にして、自販機からの物品の購入や券売機からの切符の購入などの作業をすることが容易にできる。

カフ部２は、上方から下方に向けて、上部カフ部１１、上下カフ接続部１２、下部カフ部１３からなる構成を備えることが好ましい。相互に接続固定されてもよいが、一体的に製造されることが、強度や、接続面がなく平滑になる等のためより好ましい。カフ部２は、上腕２２のみならず、肘２３、前腕２４に接する部分においても使用者の腕にできるだけ隙間なく沿うような対応した形状に形成することが好ましい。このためには使用者の上腕２２から前腕２４にかけてギブス包帯を巻いて型をとり、その型から石膏モデルを作成し、さらに当該石膏モデルをもとに作製した鋳型にアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の高分子材料を流し込んで形成したり、ＦＲＰやｃ−ＦＲＰ等の複合材により積層して硬化させ形成することができる。また寸法は個人よって異なるため、カフ部２は採寸して腕の形状にできるだけ合わせたものが好ましいが、大凡Ｌ、Ｍ、Ｓ等のサイズの既製品のカフを用い、カフ部２と上腕２２、前腕２４との間に、適宜な厚さのクッション材等をかませて使用してもよい。このことは、怪我の直後から本発明であるエルボークラッチ１を使用する場合等において、腕に合わせたカフが迅速入手不可能な場合等に有用である。

前記シャフト３の脚部４の長さは、前腕２４と上腕２２とは肘関節３０度屈曲の肢位で調整されるため、シャフト３の腕部５の長手方向に対して、前方イに約３０度傾斜させている。このことにより、肘関節には自然な姿勢を保持することが出来る。また、シャフト３の腕部５は脚部４の長手方向に対して後方ロに約１０度の傾斜をさせている。

次に、シャフト３の腕部５とカフ部２とを連結させる機構について説明する。連結させるに当たって、安全に離脱するための離脱機構７や使い勝手をよくするための角度等を調整するカフ部姿勢調整機構８が用いられることが好ましい。

離脱機構７について説明する。離脱機構７は、カフ部２と腕部５とを接続しているが、前記カフ部２と前記腕部５との間のねじれ方向の荷重が所定値を上回った場合等の異常時に、カフ部２と腕部５とを緊急的に分離する機構である。離脱機構７とは、一の物体と他の物体とを接合するために用いられ、異常な力がかかった場合に一の物体と他の物体とを瞬時に破損することなく分離できる接合構造の１種であって、離脱機構７は本体と本体から離脱可能な離脱部分とを備え、離脱部分が本体に仮嵌合する等により仮固定されており、本体と離脱部分の間に所定値以上の力がかかったときに、離脱部分が本体から離脱するようにされているものをいう。所定値以上の力は特定方向からの力のみに限定することもできる。

離脱機構７の例として、自転車のペダル用ビンディングである、株式会社シマノの製品：ＳＰＤ−ＳＬ ペダル 型番：ＰＤ−５８００と同じく株式会社シマノの製品：ＳＰＤ−ＳＬクリート 型番：ＳＭ−ＳＨ１０を組み合わせたものを転用して用いた。使用時には自転車に取り付けたペダル中の凹部に、使用者の靴裏に取り付けたクリートを、靴を踏み込むことによりクリートの凸部を嵌合させて靴とペダルを一体化して固定し、効率よくペダルを回転できるようになっており、非常時等には足首を回転させてクリートをペダルからはずすことにより、足をペダルから離せるようになっているものである。

ハンドグリップ６より上方かつ斜め後方ロに前記脚部４を延長させて屈曲させた部分である腕部５の上部と、及び前記下部カフ部１３の略Ｕ字形体の後側との間の連結部分に、離脱機構７を設置する。離脱機構７としては前記腕部５と前記下部カフ部１３との間に加わるねじれ方向の荷重、すなわち腕部５と下部カフ部１３との締結面が相互に回転する方向にかかる荷重、が所定値を上回ったときに、前記腕部５から前記下部カフ部１３を離脱させる機構が挙げられる。その他腕の前後方向にかかる荷重が腕部５と下部カフ部１３との締結面に及ぼす荷重については、通常締結面にかかる荷重方向であるので転倒や衝突等の衝撃時には体重の数倍以上の荷重がかかれば離脱するようにされていることが好ましい。

離脱機構７は、エルボークラッチ１を使用中に、例えば、腕部５と下部カフ部１３との間に加わるねじれ方向の荷重が所定値を上回ったときに、カフ部２を腕部５から離脱させるものであって、スプリング等の弾性体によって付勢力を有する係止手段によって２つの部材を連結させておき、所定以上の荷重が加わったときに係止手段の付勢力に打ち勝って係止手段が緩み又は開放し２つの部材が離脱する構造であることが好ましい。

例えば、図６乃至図９、図面代用写真図３１に示すように、カフ部姿勢調整機構８の直上に設けた第一離脱部材４１と、カフ部２の後面に設けた第二離脱部材４２とで構成され、第一離脱部材４１と第二離脱部材４２とで嵌合させて使用する。本例では第一離脱部材４１が本体に相当し、第二離脱部材４２が離脱部分に相当する。因みに第一離脱部材４１には前述のペダルを、第二離脱部材４２には前述のクリートを用いた。クリートは平面状の固定面を有しており、下部カフの後壁面の体側側にクリートをねじを用いて取り付けた。したがってカフ部２から離脱機構７を介して腕部５には体側側の位置から荷重がかかることになる。

第一離脱部材４１はその一端側に孔部４１ａを有し、他端側に顎形状でバネ等の弾性体で押さえ方向に付勢力を有する第一突起部４１ｂを備える。第二離脱部材４２は、第一離脱部材４１の孔部４１ａに嵌入して係止する孔係止部４２ａと、第一突起部４１ｂに係合して押さえ込まれる第二突起部４２ｂを有する。

そして、図９に示すように、使用者の腕の方向である、腕部５の長手方向やカフ部２の長手方向に対して、第一離脱部材４１の孔部４１ａと第一突起部４１ｂを結ぶ方向や、第二離脱部材４２の孔係止部４２ａと第二突起部４２ｂとを結ぶ方向を垂直方向に取り付ける。そして、腕部５と下部カフ部１３との間に加わるねじれ方向の荷重が、第一突起部４１ｂの第二突起部４２ｂを抑える付勢力を上回ったときに、第一離脱部材４１と第二離脱部材４２とが離脱する。なお、腕部５等に対する離脱機構７の取付方向はいずれの方向でもよい。

また、本発明にかかるエルボークラッチ１が、カフ部２が離脱機構７により着脱可能に設けられている場合には、離脱機構７の本体と離脱可能な離脱部分の互換的共通化を行えば、既製品としてのＬ、Ｍ、Ｓサイズのカフあるいは、個人に合わせて作成したカフのカフ部２に接続された本体又は、離脱部を一体として、交換が可能となるため、使用者の必要に応じてカフ部２の交換が容易である。

下部カフ部１３の後壁面の体側側に腕部５との接合のため離脱機構７を配設すれば、歩行時に離脱機構７が嵩張らず、周囲への本エルボークラッチ１の接触などを防止する効果を奏し、歩行時に身体に離脱機構７が接触しにくく邪魔になりにくい。また、杖を使用した歩行時のバランスを崩すと離脱機構７にねじれトルクが発生する。使用者にとってバランスを崩しやすい方向は、左右方向と前後方向であることから、ねじれトルクを正確に作動させるために離脱機構7を左右方向と前後方向の両方に反応するような位置に配置する必要がある。側壁面は、前後方向のトルクに正確に反応し、後壁面は、左右方向のトルクに正確に反応する。このことから、本発明であるエルボークラッチ１は、水平面上の側壁面と後壁面との遷移位置に配置すれば両方向のねじれトルクに反応しやすく、体側側に腕部５との接合のため離脱機構７を配設すれば、歩行時に身体に離脱機構７が接触しにくく邪魔になりにくいため、図８（ｂ）のように身体方向ハの側壁面方向寄りに設置することが良い。図８（ｂ）において、平面視で離脱機構７の前後方向に対する取付角度である角度φは０度〜４５度である。好ましくは、上記のねじれトルクに対する反応のし易さ及び省スペース化のため１０度〜４５度であり、より好ましくは２０度〜４５度である。

次に、カフ部姿勢調整機構８の説明に入る前にそもそも本発明のエルボークラッチ１の各部品のあるべき三次元配置につき説明する。

従来のロフストランドクラッチ６０は、カフ部６１とハンドグリップ６１と杖先１５は使用者がハンドグリップ６１を握った状態で一直線上にあった。しかし、人間の肘関節は生理的な外反を有しており、手関節の部分と上腕部分は一直線上ではない。このため、手関節の背屈でハンドグリップ部分とカフ部分の位置関係を調整しないとカフ部分が片当たりの状態となり、しっかりとした安定感を得ることが出来ない。このことから、手関節の背屈無しでは使用者の意図する位置に杖先１５を置くことが出来ない。

これに対し本発明のエルボークラッチ１は、使用者が自然な肘２３の角度で手首を背屈することなく、杖先１５を突きたいと思う位置に突くための角度のものであることが好ましい。さらに荷重を手首から分散し、身体に無理なく使用でき、杖先１５の指定操作が容易で、バランスを崩したとき等の非常時においても安全であるような全体の構造になっているべきである。このためには、エルボークラッチ１の各部品の三次元的配置が適切であることが必要十分条件である。このような理想的に配置された形状のものであれば、カフ部姿勢調整機構８は必ずしも必要とはしない。以下カフ部姿勢調整機構８による調整を要せずとも各部品の三次元的配置が適切であるクラッチを実施例２として説明する。

エルボークラッチ１の各部品の三次元的配置が適切であるとは、カフ部２、ハンドグリップ６、杖先１５の三次元的相対的位置関係が以下のように配置されていることであり、使用者の肘角などの体格に角度設定を合わせることで使用者の上肢の関節が自然な肢位でも手関節背屈をさせなくとも使用者が意図する場所に杖先を配置できることであり、使用者の腕の形状に合わせたカフ部２の形状を有することである。

人間の肘は、図３２（ａ）に示すように、腕を降ろして手のひらを正面に向けると肘から先が身体から離れるという生理的な外反を伴っている構造であるため上腕骨長軸（図３２（ａ）において直線で示す。）と前腕骨長軸（図３２（ａ）において点線で示す。）は、直線的な関係ではない。上腕骨長軸と前腕骨長軸とのなす角度を肘角と言い成人男性で約１０度である。この肘角の角度αは、小児や女性では大きく約１５度である。

そのため、従来のロフストランドクラッチ６０のようなハンドグリップ６１を握る際、前腕部分は図３２（ｂ）のように、前腕部分の回内により中間位をとる。この場合も、上腕骨長軸（図３２（ｂ）において直線で示す。）と前腕骨長軸（図３２（ｂ）において点線で示す。）に同様な角度βが生じる。

更に、従来のロフストランドクラッチ６０のようなハンドグリップ６１を握る際、矢状面も同様に上腕骨長軸（図３２（ｃ）において直線で示す。）と前腕骨長軸（図３２（ｃ）において点線で示す。）に角度γが生じている。

これらの角度α、β、γを考慮しない場合、上腕部より掛かる荷重がハンドグリップ６部分においてモーメントの発生原因となり、それにより不安定感が生じる。これは、ハンドグリップ６を握る手関節への負担につながると考えられる。

したがって、前記角度α、β、γを考慮した、単純な、すなわち離脱機構７、カフ部姿勢調整機構８を含まずに、脚部４、ハンドグリップ６、腕部５、上部カフ部１１と下部カフ部１３が一体となったカフ部２を備えるエルボークラッチ１の全体像を、図２７（ａ）乃至（ｆ）及び図２８に示す。図２７（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は平面図、（ｆ）は底面図を示している。図２８は、本発明のエルボークラッチ１の全体の形態を６面図に表したものである。

なお、本実施例２において脚部４には長さ調整部１４が設けられている。エルボークラッチ１が使用者に対しその体格等に合わせたカスタムメイドであれば長さ調整部１４は必要ないが、エルボークラッチ１がレディーメイドであれば、極く簡易な操作で体格等に合わせた調整ができ便利なため、長さ調整部１４が設けられている。本例の長さ調節部１４は脚部４の筒中に内筒を入れて二重筒とし内筒を出し入れして脚部４全体の長さを調節し、輪状のネジで所望の長さに固定するものである。また脚部４の下の先端部には石突き９が付いている

エルボークラッチ１の正面図を表した図３３（ａ）に示すように、前額面に平行な平面における脚部４に対する上部カフ部１１のなす角度を角度θ１とする。角度θ１及び角度θ２は、投射された平面における角度を示す。角度θ１は、上腕骨長軸と杖先を前額面において適切な関係にするためのものであって、角度範囲は０度〜１０度であり、より好ましくは３度〜７度である。

次に、前額面における脚部４に対する下部カフ部１３のなす角度をθ２とする。この角度θ２は、前腕骨長軸の向きをハンドグリップ６に向けさせるためのものであって、角度範囲は０度〜１０度であり、より好ましくは３度〜５度である。

次に、エルボークラッチ１の右側面図を表した図３３（ｂ）に示すように、矢状面に平行な平面における脚部４に対する上部カフ部１１のなす角度を角度θ３とする。角度θ３乃至角度θ５は、投射された平面における角度を示す。この角度θ３は、使用中のカフ部２への荷重応答性を良くするためのものであり、角度範囲２５度〜３５度であり、より好ましくは２８度〜３２度である。

次に、矢状面に平行な平面における脚部４に対する下部カフ部１３のなす角度を角度θ４とする。この角度θ４は、上部カフ部１１に掛かる荷重に対するカウンターとしての役割を果たすため効率よく荷重を受けるためのものであって、角度範囲は２０度〜３０度であり、より好ましくは２３度〜２８度である。

次に、矢状面に平行な平面における脚部４に対する腕部５のなす角度をθ５とする。この角度θ５は、上腕骨長軸の向きを杖先１５の方向に矢状面において合わせるためのものであり、角度θ５は１０度前後が好ましい。

以上のように、本発明のエルボークラッチ１は、手関節に負荷が掛からないよう中間位を維持するため上記のような角度特徴を持ったカフ形状を有している。又より安定した歩行を獲得する為に、カフ部２、ハンドグリップ６、杖先１５の三次元的相対的位置関係を角度、回旋によって調整し理想的な配置を実現するものである。

次に、カフ部２とハンドグリップ６との角度について説明する。エルボークラッチ１の平面図の図３４（ａ）に示すように、上部カフ部１１の底面（上腕二頭筋側）の中心で上部カフ部１１の上腕方向に沿う直線と、脚部４の軸心とハンドグリップ６の軸心でなる平面とのなす角の脚部４軸心から軸心と垂直な水平面に投射した角度を角度θ６とする。この角度θ６は、ハンドグリップ６の握りやすさと、手関節の安静肢位へ合わせるために、上部カフ部１１に対してハンドグリップ６を回内方向へ傾けた回内角度をさす。このときの回内角度範囲は角度０度〜１０度が好ましく、本実施例では５度にした。

次に、図３４（ｂ）に示すように、下部カフ部１３の底面（尺骨側）の中心で下部カフ部１３の前腕２４方向に沿う直線と、脚部４の軸心とハンドグリップ６の軸心でなる平面とのなす角の脚部４軸心から軸心と垂直な水平面に投射した角度を角度θ７とする。この角度θ７は、ハンドグリップ６の握りやすさと、手関節の安静肢位へ合わせるために、下部カフ部１３に対してハンドグリップ６を回内方向へ傾けた回内角度をさす。このときの回内角度範囲は角度０度〜１０度が好ましく、本実施例では５度にした。

次に、図３４（ｃ）に示すように、カフ部２の内径の中心とハンドグリップ６軸中心との距離を距離Ｌ１とする。この距離Ｌ１は、手関節を中間位でハンドグリップ６を握る為に必要であり、距離３０ｍｍ程度までの範囲が好ましい。

エルボークラッチ１のカフ部２の脚部４やハンドグリップ６等に対する三次元的配置は、使用者の体格、歩行姿勢、筋力その他使用時の運動能力に合わせた微調整ができることがより好ましい。

そのため、本実施例１におけるような直線状の脚部４に対し脚部４の軸と腕部５の軸が一平面内にありハンドグリップ６がその軸も同一平面内にやや上向きに形成されており、腕部５の上部に離脱機構７を介して下部カフ部１３が接続されるようなシンプルな構成においては、上記三次元的配置を行うためには、少なくとも、カフ部姿勢調整機構８が腕部５の上部にあって離脱機構７と接続され、カフ部姿勢調整機構８は離脱機構７を介して接続する下部カフ部１３に対し、腕部５の軸方向に対する前後左右の傾斜角度及び腕部５の軸方向に対する回旋方向の角度を調整しかつ固定できることが好ましい。

次に、カフ部姿勢調整機構８について以下詳細に説明する。カフ部姿勢調整機構８は、カフ部２を腕部５に接続するにおいて、前記腕部５に対する前記カフ部２の回旋方向の角度及び傾斜角度を調整可能に固定するものである。

カフ部姿勢調整機構８としては、義足の構成部品であるオットーボック・ジャパン株式会社の製品「チューブクランプアダプター 型番：４Ｒ６９」を転用して用いた。義足の構成部品は切断された足を収納する「ソケット」、関節の役割を担う「継手」、足の役割を担う「足部」から成り立っている。これらの部品を適切な位置関係に繋ぎあわせるために、長さ調整用のチューブと、角度と向きを調整する為のクランプを用いる。クランプの調整機構によりチューブの傾斜角度を前額面及び矢状面で行うことが出来、チューブとの接合部は回旋することもできる。この結果足部の前後左右方向の傾斜角度と、つま先の開き角度、すなわち矢状面に対する角度を調整することができるようにされている。

図２に示すようにカフ部２は離脱機構７にて腕部５の先端に取り付けられたカフ部姿勢調整機構８に接続されている。以下に述べる様にカフ部姿勢調整機構８により腕部５側の離脱機構７を前記腕部５に対して傾斜させることで、前記カフ部２の腕部５に対する傾斜方向及び傾斜角度を調整可能とする。更に本実施例１のカフ部姿勢調整機構８では、前記腕部５側の離脱機構７を前記腕部５に対する水平方向の向きや上下方向の位置を可変させて、前記カフ部２の水平方向の向きや上下方向の位置も調整可能としている。

カフ部姿勢調整機構８は、図１０乃至図１３に示すように、筒状のシャフト３の腕部５の上方から嵌め込み、内壁が腕部５の筒状の外周壁に摺設可能状態にでき着脱自在に嵌合する第一調整部材５１と、離脱機構７の第一離脱部材４１の下面から垂設された被傾動部材４８とを備える。第一調整部材５１はその略下半部を伸縮回転域５２とし、その側面に縦スリット５２ｂを形成すると共に、側面に突設した突部５２ｃにボルト５２ａを挿通し、略上半部は前記被傾動部材４８の傾動調整域５５とする。

当該ボルト５２ａを緩めることによってスリット５２ｂを開放状態とし、筒状の腕部５に対して第一調整部材５１を回動可能状態にし、これによりハンドグリップ６の向きに対するカフ部２の向きを使用者の体格や症状に合わせて調整することができる。また、スリット５２ｂを開放状態にしたときに、筒状の腕部５に対して第一調整部材５１を摺動させることができ、これにより、ハンドグリップ６の高さに対するカフ部２の高さを使用者の体格や症状に合わせて調整することができる。第一調整部材５１をシャフト３の腕部５に対して摺動および回動させた後、ボルト５２ａを締めることによってスリット５２ｂを狭め、腕部５に第一調整部材５１を固定し、これにより、ハンドグリップ６の高さや向きに対してカフ部２の高さや向きが使用者に合わせた状態で固定される。

次に、腕部５側の離脱機構７を前記腕部５に対して傾斜させて、前記カフ部２の傾斜方向及び傾斜角度を調整可能とする機構について説明する。図１１に示すように、第一調整部材５１の上部は受け部５３とし、その上面に円弧凹面５３ａを形成し、その下位の側面に等間隔で４本のネジ５３ｂを螺入させている。

離脱機構７の第一離脱部材４１の下面から垂設された被傾動部材４８は、その上半部を円弧凸面を有する円弧部４８ｂとしている。円弧部４８ｂの外周面は円弧凹面５３ａと摺接する。被傾動部材４８の下半部は、同一形態である四つの縦面を有し、それぞれの縦面が台形状であって下方に向けて同じ末広がり状に傾斜した角柱部４８ａを形成する。当該角柱部４８ａは第一調整部材５１の上部から受け部５３側に挿入し、角柱部４８ａの４面それぞれが対応するネジ５３ｂの先端部にそれぞれ押圧され押し込みされることにより、該ネジ５３ｂごとの押し込み量によって、被傾動部材４８の第一調整部材５１に対する傾斜方向、及び、傾斜角度を変更することができ、これにより、シャフト３の腕部５の長手方向に対するカフ部２の傾斜方向を、前後方向だけでなく全方向に調整設定することができ、また傾斜角度も任意の角度に調整設定することができる。

このため、カフ部２の傾斜方向と傾斜角度を変更できることから、脚部４先端とカフ部２の三次元的な相対的位置関係を的確に適合させ、カフ部２からの力を効率的に床面に伝えられ歩行が安定する。調整の傾斜角度は数度であっても調整部分から脚部先端までの約１ｍの距離においては十分な変化量を得ることが出来ため、調整部品の小型化が容易である。さらに、第一調整部材５１でカフ部２の高さや向きも使用者に合わせて調整が可能であることから、体格や使い勝手にあわせることができる。

カフ部姿勢調整機構８の事例を説明したが、カフ部を傾動でき、カフ部の回動及び／又は摺動可能な機構であればいずれの機構でもよい。また腕部５からカフ部２に接続する順序は本実施形態では腕部５−カフ部姿勢調整機構８−離脱機構７−カフ部２であるが、離脱と、角度調整機能が損なわれないような取り付けができるのであれば、腕部５−離脱機構７−カフ部姿勢調整機構８−カフ部２の順であってもよい。

本実施の形態では腕部５−カフ部姿勢調整機構８−離脱機構７−カフ部２の順で接続されている。本実施例１における、三次元的各部分の位置関係を参考的に示すため、図面代用写真を図２９（ａ）〜（ｄ）、図３０に示す。この場合カフ部姿勢調整機構８−離脱機構７を有するため、前記角度θ１〜θ７は、角度θ１は７度、角度θ２は５度、角度θ３は３０度、角度θ４は２５度、角度θ５は１０度であり、角度θ６は５度、角度θ７は５度であった。距離Ｌ１は２５ｍｍである。このように本実施例１のエルボークラッチ１は、手関節に負荷が掛からないよう中間位を維持するため上記のような角度特徴を持ったカフ形状を有している。

次に、腕部５の先端に調整機構が備わった場合における使い勝手を向上させるための微調整の仕方である。正面視のエルボークラッチ１を表した図３５（ａ）に示すように、ハンドグリップ６とカフ部２の前額面上での内外転の調整ができる。点線Ｔの位置を中央の位置とすると、図３５（ａ）の右側の図が内転の微調整をした図を示し、図３５（ａ）の左側の図が外転の微調整をした図を示している。

また、ハンドグリップ６とカフ部２の矢状面上での屈曲伸展の調整ができる。点線Ｕの位置を中央の位置とすると、図３５（ｂ）の右側の図が伸展の微調整をした図を示し、図３５（ｂ）の左側の図が屈曲の微調整をした図を示している。このように、前額面上での内外転の調整及び矢状面上での屈曲伸展の調整ができることにより、上腕とカフの適合を適切に行うことが出来る。

次に、実施例１のエルボークラッチ１の使用方法を説明する。本実施形態に係るエルボークラッチ１は、次のようにして使用することができる。図６、図９乃至図１１を参照して説明する。まず、カフ部姿勢調整機構８を操作することによって、ハンドグリップ６の高さに対してカフ部２の高さ調整、ハンドグリップ６の向きに対してカフ部２の向き調整、シャフト３の腕部５に長手方向に対してカフ部２の傾斜角度や傾斜向きの調整を、使用者の体格等に合わせて実施する。また、必要に応じて、離脱機構７の第一離脱部材４１と第二離脱部材４２とが正しく係合されているかを確認する。高さの調整については、脚部４や腕部５に設けられた長さ調整機構で行ってもよい。脚部４や腕部５が二重筒にされ孔が間隔をあけて設けられ内外筒の相互位置をずらして、孔にピン止めするようなものが例示される。

次に、本発明のエルボークラッチ１の使用方法として二足歩行の例を説明する。使用者は健足２１側の腕をカフ部２に挿入し、手でハンドグリップ６を握って歩行を開始する。まず、図１５に示すように、シャフト３の脚部４の先端部を当該使用者の前方イの地面に持っていき、カフ部２を後方ロにした傾斜状態のエルボークラッチ１の先端部を前方イの地面に突き当てる。このとき前記先端部を使用者から遠く離れた地点にすると、使用者はエルボークラッチ１側に荷重を移動させるので脚部４の先端が地面上を滑り転倒の危険があることから、使用者に近い地点に脚部４の先端部を突き当てるようにする。使用者に近い地点に脚部４の先端部を突き当てるためには、エルボークラッチ１の脚部４の傾斜角度は脚部４の先端の地面の接地点における垂直線に対して約２０度以下がよい。

次に、歩行の一歩を、図１５乃至図１９に示す歩行姿勢の変化に従って説明する。使用者は、健足２１に荷重を残しながら、患足２０とエルボークラッチ１の脚部４の先端を前方イに移動し始め、脚部４の先端を地面に突き当てた後はエルボークラッチ１に荷重を掛けながら患足２０を前方イに踏み出して、図１５の歩行姿勢ａに達する。このときのカフ部の姿勢３０は地面又は床面に対して垂直である。

次に、図１６の歩行姿勢ｂに示すように、患足２０への荷重を減少させてエルボークラッチ１に荷重をさらにかけながら、健足２１を前方イに移動させる。図１６の歩行姿勢ｂに示すフ部の姿勢３０は地面又は床面に対して前方イに１０度傾斜させた状態である。

次に、図１７の歩行姿勢ｃに示すように、エルボークラッチ１に荷重をさらにかけながら、健足２１を患足２０と交差又はすれ違いさえて前方イに移動させる。図１７の歩行姿勢ｃに示すフ部の姿勢３０は地面又は床面に対して前方イに２０度傾斜させた状態である。この姿勢の近傍におけるエルボークラッチ１に係る荷重が最大値に達する。

次に、図１８の歩行姿勢ｄに示すように、エルボークラッチ１に荷重をさらにかけながら、健足２１を前方イに移動させて地面又は床面等に着地させようとしている段階である。図１８の歩行姿勢ｄに示すフ部の姿勢３０は地面又は床面に対して前方イに３０度傾斜させた状態である。

次に、図１９の歩行姿勢ｅに示すように、エルボークラッチ１に荷重をさらにかけながら、健足２１を前方イに移動させて地面又は床面等に着地させた段階である。図１９の歩行姿勢ｅに示すフ部の姿勢３０は地面又は床面に対して前方イに４０度傾斜させた状態である。この歩行姿勢ｅで一歩が完了する。

本発明であるエルボークラッチ１は、肩関節に近い上肢、肘関節及び手関節を使用することから、松葉杖と同様の使用をすることができ、二足歩行の例に限らずに三足歩行についても有効に使用することができる。また、本発明であるエルボークラッチ１は、肩関節に近い上肢、肘関節及び手関節を使用することから、松葉杖と同様の使用をすることができ、また、従来品のロフストランドクラッチ６０等と比べ手首への負担を少なく体重をエルボークラッチ１にかけることができるため、片腕で使用するだけでなく、両腕で使用する場面でも有効に使用することができる。

上記の歩行における荷重の係るメカニズムについて説明する。まず、図２５に示すような従来品のロフストランドクラッチ６０は、前腕２４の尺骨側に接しかつ前方イに開口部１０を備えたカフ部６２を備えているだけであり、カフ部６２自体に免荷の機能を有するが僅かにとどまるため、肩関節からの荷重Ｆ２の殆どがハンドグリップ６１にかかる。

本発明であるエルボークラッチ１は、上腕２２の前部の、上腕二頭筋側をカフ部２が沿うように覆われるため、歩行中の前傾姿勢時における、荷重が上腕の上腕二頭筋側からカフ部２の内面を押しつける力として作用し、カフ部２に掛った力は、カフ部２が直接的または間接的に腕部５に接続されているため、最終的に脚部４に伝達される。したがって上腕２２からカフ部２に掛る力の分だけ、手首に掛る力が減免されることになる。

図２１に模式的に示す。上部カフ部１１は前方向イに壁面を形成し、上下カフ接続部１２は前後方向イ、ロに開口部１０を形成し、下部カフ部１３は前方に開口部１０を形成しており、下部カフ部１３が離脱機構７、カフ部姿勢調整機構８を介して腕部５に接続されている。したがって上腕２２に掛る力Ｆ２のうちカフ部２の内面を押し付ける力Ｆ１はカフ部２が剛体に近いため、離脱機構７、カフ部姿勢調整機構８を介して腕部に伝えられる。よって肩関節からの荷重Ｆ２のうちＦ１相当分が軽減され残りがハンドグリップ６にかかる。カフ部２の軸線が鉛直方向となす角度をθとすると、この角度θは、歩行時の姿勢の変化に応じて変動する。

例えば、エルボークラッチ１の脚部４と腕部５のなす角度は１０度、腕部５とカフ部姿勢３０とのなす角度は３０度とし共に一定とする。次にエルボークラッチ１を用いた健足２１と患足２０における２足歩行の例を示す。

一歩の歩行をするときのエルボークラッチ１の傾きをみると、例えば、図１５の歩行姿勢ａに示すようにエルボークラッチ１が床面に接地する際の角度を後方ロに２０度傾斜し、図１９の歩行姿勢ｅに示すように歩行の一歩が完了し次の一歩に連続して入るときの床面から離床する際の角度を前方イに２０度傾斜するものとする。この場合の図１５の歩行姿勢ａから図１９の歩行姿勢ｅの間におけるエルボークラッチ１の各部位の傾きを表１に示す。また、図２０に、歩行姿勢ａ〜ｅの間における前記エルボークラッチ１の傾きの変化を示す。

表１及び図２０から、エルボークラッチ１での歩行中の角度θは０度〜４０度となり、脚部５の先端部である杖先を中心とした４０度の回転運動を成している。そして、カフ部２は歩行時は前傾姿勢の状態で使用されることが多いことが示されている。またこの時、エルボークラッチ１への荷重が顕著に掛かっているのは、歩行動作が、健足２１が患足２０とすれ違うときである歩行姿勢ｂ〜ｄの間である。歩行姿勢ｅでは健足２１が体重を支えているためエルボークラッチ１にかかる荷重は小さくなる。

本発明のエルボークラッチ１のカフ部２の特徴の一つは、側面視で前記略Ｕ字形状部が使用者の上腕骨の骨幹部域の範囲に位置する形態を有するため、少なくとも上腕骨の骨幹部域で荷重を受け止める機能と、上腕２２をカフ部２に定置させる機能とを有する上部カフ部１１を備えていることである。上半身の荷重が上腕の上腕二頭筋側に接する上部カフを押し付ける方向に掛ることにより、ハンドグリップ６を握る手首への負担を軽減させることができ、使用者を肩関節近傍という高い位置で支持できるため、エルボークラッチ１の取り扱い操作が楽にでき、歩行時の安定感が増す。

次に、本発明者らは本発明に係るエルボークラッチ１を使用すると、荷重をハンドグリップ６とカフ部２に分散させることが可能であるので、エルボークラッチ１にかかる荷重の比較を本発明品と従来品とで行った。このため実験は、図２５に示すような、カフ部が前腕を支持し、かつカフ部の前方に開口部を備える従来品のロフストランドクラッチ６０との比較において、シャフト３の先端から地面にかかる荷重を測定した。

荷重の測定には、計測器として、任天堂製の Ｗｉｉ Ｂａｌａｎｃｅ Ｂｏａｒｄ（登録商標）ＲＶＬ−０２１を用いた。サンプリング周波数は５０Ｈｚ。計測器より得た荷重データから、荷重値と床反力作用点軌跡の評価を行った。使用者は同一被験者であり、被験者が手首に負担を掛けない限度で使用状態が維持できる範囲で実施した。シャフト３およびハンドグリップ６の形態は同じで、カフ部の形態が異なるのみである。その結果を、表２および図２２のグラフに示す。被験者の体重は７３ｋｇであった。

また、図２２は、エルボークラッチ１又はロフストランドクラッチ６０の杖と患足２０をほぼ同時に前方イに移動開始して杖に荷重をかけた瞬間を歩行経過時間０％とし、図１５の歩行姿勢ａに示すように杖と患足２０を着地させて、次に図１６の歩行姿勢ｂに示すように杖にさらに荷重をかけながら健足２１を前方イに移動開始し、図１９の歩行姿勢ｅに示すように健足２１を地面に着地し一歩の歩行が完了した瞬間を歩行経過時間１００％として、時間経過ごとの杖の先端にかかる荷重の変化を示している。杖に最大荷重がかかるときは、図１７の歩行姿勢ｃに示すように健足２１が患足２０と交差又はすれ違うときである。

表２及び図２２から、従来品のロフストランドクラッチ６０の荷重値の平均は１５２Ｎであった。一方、本発明のエルボークラッチ１の平均荷重値は１８７Ｎであり、従来品より３５Ｎ大きく、従来品より約１．２３倍大きくなる結果が得られた。このことは、肩関節からの荷重を上部カフ部１１で担うことができるため、従来品より多くの荷重を杖にかけることができ患足２０への負担を軽減できることを示している。

また、杖の先端の床反力作用点の総軌跡長を比較すると、従来品のロフストランドクラッチ６０の総軌跡長は５．７７ｃｍであった。本発明のエルボークラッチ１の総軌跡長は５．３２ｃｍであり、従来品より０．４５ｃｍ短く、有意な値が有られた（Ｐ値：有意水準５％）。総軌跡長が従来品を使用した時より短いことから、杖の動揺が少なく体重の移動がスムースに行えていることを示している。

また、本発明者らは、本発明に係るエルボークラッチ１と従来品であるロフストランドクラッチ６０の、使用者の手首に係る荷重の比較実験を実施した。この実験は、上記の実験と同様の本発明に係るエルボークラッチ１と、従来品としてカフ部２が前腕２４を支持するロフストランドクラッチ６０を使用し、同一の被験者に８００歩、歩行してもらうことによって行った。

また、この実験では、図２６に示すように、ハンドグリップ６にかかる荷重Ｆ４により加圧すると赤く発色する圧力測定フィルム３５（富士フィルム製プレシート（超低圧用）で測定可能圧力帯が０．５〜２．５ＭＰａのもの）をハンドグリップ６に巻き付けて行った。該圧力測定フィルムは、荷重がかかる側から表面側のフィルム３５ａ、発色剤層３５ｂ、顕色剤層３５ｃ及び裏面側のフィルム３５ｄからなり、発色剤層３５ｂのマイクロカプセルが圧力によって破壊され、その中の発色剤が顕色剤に吸着され、化学反応で赤く発色するものである。すなわち約５.１ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力を受けたマイクロカプセル部分が赤色に発色するものと思われる。

そして、変色した状況を図２３に示し、表３に変色部分である圧迫箇所３６と変色していない部分である非圧迫箇所３７のピクセル数をカウントした結果を示し、図２４に表３に記載した圧迫箇所３６と非圧迫箇所３７のピクセル数の割合を円グラフに示す。

表３、図２３及び図２４から、全域中ピクセル数に対する圧迫個所のピクセル数の比率が、従来品は３２．８％であるのに対して本発明品は４．１％と約１／８に激減していることが示された。本発明に係るエルボークラッチ１は、従来品と比較して、圧迫箇所が少なく、非圧迫箇所が多いことが明らかに示されている。すなわち、従来品のハンドグリップには大きな荷重がかかっているが、本発明のエルボークラッチ１のハンドグリップ６には荷重が減少されていることが明確に示され、使用者の手首への負担が大幅に軽減されている。

以上のように、本発明のエルボークラッチ１は、スマートクラッチのような運動能力や筋力に優れていないと扱いにくいという杖先設定等の操作上の困難性がなく、通常の運動能力や筋力を有する者にとっても扱いが容易であり、ロフストランドクラッチよりも手首の負担が軽減できる。

１ エルボークラッチ
２ カフ部
３ シャフト
４ 脚部
５ 腕部
６ ハンドグリップ
７ 離脱機構
８ カフ部姿勢調整機構
９ 石突き
１０ 開口部
１１ 上部カフ部
１２ 上下カフ接続部
１３ 下部カフ部
１４ 長さ調整部
１５ 杖先
２０ 患足
２１ 健足
２２ 上腕
２３ 肘
２４ 前腕
３０ カフ部の姿勢
３５ 圧力測定フィルム
３６ 圧迫箇所
３７ 非圧迫個所
４１ 第一離脱部材
４１ａ 孔部
４１ｂ 第一突起部
４２ 第二離脱部材
４２ａ 孔係止部
４２ｂ 第二突起部
４８ 被傾動部材
４８ａ 角柱部
４８ｂ 円弧部
５１ 第一調整部材
５２ 伸縮回転部域
５２ａ ボルト
５２ｂ スリット
５２ｃ 突部
５３ 受け部
５３ａ 円弧凹面
５３ｂ ネジ
５５ 傾動調整域
６０ 従来品のロフストランドクラッチ
６１ ハンドグリップ
６２ カフ部
Ｆ１ 垂直方向の荷重
Ｆ２ 第一分力
Ｆ３ 第二分力
イ 前方
ロ 後方

Claims (5)

1. 杖として使用されるエルボークラッチであって、棒状に形成された脚部と、該脚部の上方に配設され前方へ突出させたハンドグリップと、該ハンドグリップの上方に延設された腕部と、腕部に付設されたカフ部とを備え、前記カフ部は、開口部を後方へ設けた略Ｕ字形状で、側面視で前記略Ｕ字形状部が使用者の上腕骨の骨幹部域の範囲に位置する形態を有する上部カフ部を設けたことを特徴とするエルボークラッチ。
2. 前記カフ部が、前記上部カフ部の下方に、前腕の尺骨側が接し、開口部を橈骨側に前方へ設けた略Ｕ字形状の形態を有する下部カフ部を有することを特徴とする請求項１に記載のエルボークラッチ。
3. 前記カフ部を構成する、上部カフ部と下部カフ部とが、使用者の肘の左右側の両側又は片側に接する上下カフ接続部で連結されていることを特徴とする請求項２に記載のエルボークラッチ。
4. 前記カフ部と前記腕部とが、本体と本体から離脱可能な離脱部分とを備え、離脱部分が本体に対して仮固定が可能で、本体と離脱部分の間に所定値以上の力がかかったときに、離脱部分が本体から離脱するようにされている離脱機構７により、接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエルボークラッチ。
5. 前記カフ部を前記腕部に接続するにおいて、前記腕部に対する前記カフ部の傾斜方向及び傾斜角度を調整可能とするカフ部姿勢調整機構を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエルボークラッチ。