JP6538075B2 - 補装具 - Google Patents
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Description
補装具は、特許文献1から公知である。該特許文献では、マイクロプロセッサが、センサデータに基づいて、関節がロック解除されねばならないほどに、歩行の進行が何時進んだのかを検出する。このような補装具の欠点は、製造および保守の際の高いコストである。特許文献2からは、同様にマイクロプロセッサおよび多数のセンサによって進行が検出されてなる補装具が公知である。制御ユニットには、補装具のアクチュエータを制御させるしきい値を格納することができる。このようなシステムも製造及び保守には、金も時間もかかる。
しかしまた、結合要素が、複数の部分関節を有し、かつ、瞬間回転軸を有すること、すなわち、下腿取付部に対する足部の瞬間回転を描くために用いる回転軸が、時間および/または歩行周期における移動の進展と共に変化することも可能である。結合要素が少なくとも部分的に固体ジョイントとして構成されていることも可能である。大抵の補装具は、自然の動きのシーケンスをできるだけ良好に模倣することを目指している。人の足部は複数の部分関節を有するので、多くの補装具は、経時的に自らの位置を変える回転軸を有する結合要素を具備する。本発明は、かような結合要素を有する補装具に関する。
好ましい実施の形態によれば、解除装置は、回転モーメントしきい値より上にある踝回転モーメントが、足部を背屈位置に動かすように、および、外部の回転モーメントが補装具にない遊脚期中に、足部が、少なくとも実質的に、背屈位置にとどまるように、形成されている。患者が補装具を用いて歩行するとき、歩行周期で立脚終期中に、下腿取付部に対する足部の背屈が生じる。後続の遊脚期では、下腿取付部に対する足部の回転位置は変化しないか、実質的に変化しない。
以下、添付した図面を参照して本発明を詳述する。
図9は、更に、解除装置16が制動手段59を有することを示す。足部が背屈運動を行なうとき、作動流体は、踝回転モーメントが背屈しきい値を上回るとき、流入口48から、第1の逆止弁31を通り、吐出口50を通って、液圧シリンダ34へ、しかも、液圧シリンダ34のピストンによって、流入口48と接続されている空間から分離されているところの空間へ、流れ戻る。足部が底屈運動を行なうとき、作動流体は、吐出口50から、第2の逆止弁58を通り、流入口48を通って液圧シリンダ34へ流れ戻る。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
[1] (a) 下腿取付部(12)と、
(b)足部(18)と、
(c)関節機能を有しかつ下腿取付部(12)を前記足部(18)と結合させる結合要素(14)と、
(d)解除装置(16)と、を具備し、
該解除装置は、
-前記足部(18)および前記下腿取付部(12)が、少なくとも背屈運動に対し回転しないように互いに結合されてなるロック位置と、
前記足部(18)が前記下腿取付部(12)に対し回転自在であってなる解除位置とに、もたらされることが可能であってなる、補装具において、
(e)前記解除装置(16)は、前記結合要素(14)における踝回転モーメント(M)に相関する変数が、予め設定されたしきい値を超えているとき、前記ロック位置から前記解除位置に受動的に切り換えるように形成されていることをと特徴とする補装具。
[2] 前記解除装置(16)は、前記踝回転モーメント(M)が、予め設定された回転モーメントしきい値を超えているとき、前記ロック位置から前記解除位置に切り換えるように形成されていることを特徴とする[1]に記載の補装具。
[3] 前記解除装置(16)は、
-前記回転モーメントしきい値を超えている踝回転モーメント(M)が、前記足部(18)を背屈位置に動かすように、および
-前記足部(18)が、遊脚期中に、少なくとも実質的に、前記背屈位置にとどまるように、
形成されていることを特徴とする[2]に記載の補装具。
[4] 前記解除装置(16)は、
(a)液圧シリンダ(30)と、(b)制止装置(29)とを有し、
前記液圧シリンダ(30)は、
-ピストンロッド(32)およびシリンダハウジング(34)を有し、
-前記液圧シリンダの一端は、前記足部(18)と、他端は前記下腿取付部(12)と結合されており、
前記制止装置(29)は、
-閉鎖位置で、前記足部(18)の背屈運動をもたらす前記ピストンロッド(32)の動きを、阻止し、
-開放位置で、前記ピストンロッド(32)の動きを可能にすること、
を特徴とする[1]ないし[3]のいずれか1項に記載の補装具。
[5] 前記制止装置(29)は、逆止弁(31)、特に、超過圧力用逆止弁(44)および/またはシーケンス弁(80)を有し、該逆止弁は、
-閉鎖位置で、前記足部(18)の背屈運動をもたらす、前記ピストンロッド(32)の動きを、阻止し、
-開放位置で、前記ピストンロッド(32)の背屈運動を可能にし、および
-開放圧力(p open )を有し、該開放圧力では、前記逆止弁(31)は前記閉鎖位置から前記開放位置へ移動すること、を特徴とする[4]に記載の補装具。
[6] 前記逆止弁(31)の、特に、前記超過圧力用逆止弁(44)の、該超過圧力用逆止弁(44)が前記閉鎖位置から前記開放位置へ移動してなる前記開放圧力(p open )に基づいて、前記回転モーメントしきい値を調整することができることを特徴とする[5]に記載の補装具。
[7] 前記制止装置(29)は、機械的制止要素(88)を有することを特徴とする[4]ないし[6]のいずれか1項に記載の補装具。
[8] 前記解除装置(16)は、制止構造体(92)およびばね(94)を有し、該制止構造体は、中立位置を越える前記足部の動きが、ばね(94)の抵抗に抗してのみ可能であるように、前記機械的制止要素(88)と協働することを特徴とする[7]に記載の補装具。
[9] 前記解除装置(16)は、機械的逆止要素(106)と、カップリングリング(102)と、ブレーキ手段(108)とを有し、該三者は、以下のように、すなわち、前記足部(18)が背屈運動を行なうとき、前記ブレーキ手段が背屈運動にブレーキをかけるように、前記機械的逆止要素(106)が、前記カップリングリング(102)と結合し、かつ、前記足部(18)が底屈運動を行なうとき、前記ブレーキ手段(108)が、前記底屈運動にブレーキをかけないか、前記背屈運動ほどには強くブレーキをかけないことを特徴とする[7]または[8]に記載の補装具。
[10] 前記制止装置(29)は、第2の逆止弁(58)を有し、該第2の逆止弁は、
-閉鎖位置で、前記足部(18)の底屈運動を阻止し、
-開放位置で前記足部(18)の底屈運動を可能にし、および
-底屈開放圧力(p open,flex )を有し、該底屈開放圧力では、前記第2の逆止弁(58)は前記閉鎖位置から前記開放位置へ移動すること、を特徴とする[4]ないし[7]のいずれか1項に記載の補装具。
[11] 前記液圧シリンダ(30)は、
-複動式に形成されており、および、
-以下のように、すなわち、前記足部(18)の背屈運動が、前記第1の逆止弁(31)を通してのみ作動流体(36)の流れを引き起こし、および、
前記足部の底屈運動が、前記第2の逆止弁(58)を通してのみ作動流体(36)の流れを引き起こすように、前記制止装置(29)と結合されていることを特徴とする[10]に記載の補装具。
[12] 前記解除装置(16)は、第2の液圧シリンダ(82)を有し、該第2の液圧シリンダは、-第2のピストンロッド(84)および第2のシリンダハウジング(86)を有し、
-前記第2の液圧シリンダの一端は、前記足部(18)と、他端は前記下腿取付部(12)と結合されており、
-以下のように、すなわち、
前記足部の背屈運動が、前記第1の液圧シリンダ(30)から前記第1の逆止弁(31)を通って前記第2の液圧シリンダ(82)への作動流体(36)の流れを引き起こし、および、
前記足部の底屈運動が、前記第2の液圧シリンダ(82)から前記第2の逆止弁(58)を通って前記第1の液圧シリンダ(30)への作動流体の流れを引き起こすように、前記制止装置(29)および前記第1の液圧シリンダ(30)と結合されていることを特徴とする[10]に記載の補装具。
[13] 前記解除装置(16)は、制動装置(59)を有し、該制動装置を用いて、
-前記結合要素(14)の背屈運動および/または
-該結合要素(14)の底屈運動を制動することができることを特徴とする[1]ないし[12]のいずれか1項に記載の補装具。
[14] (i)前記足部(18)を、前記下腿取付部(12)に対し、前記補装具(10)を着用する人が立っていてなる中立位置、および背屈位置へもたらすことができ、
(ii)前記補装具(10)は、機械的な付勢装置(62)を有し、該付勢装置によって、前記足部(18)を、背屈位置へ予付勢することができることを特徴とする[1]ないし[13]のいずれか1項に記載の補装具。
[15] 前記補装具は義足足部であることを特徴とする[1]ないし[14]のいずれか1項に記載の補装具。
[16] 前記結合要素(14)における踝回転モーメント(M)に相関する変数のしきい値が予め設定されたしきい値を上回ることによって、前記解除装置(16)は切り換わることを特徴とする補装具(10)の背屈を受動的に制御するための方法。
[17] 前記結合要素(14)における前記踝回転モーメント(M)に相関する変数は、踝回転モーメント(M)および/または力および/または時間および/または
身体の重心の位置であることを特徴とする[16]に記載の方法。
12 下腿取付部
14 結合要素
16 解除装置
18 足部
20 下腿用ソケット
21 下腿
22 足部用装飾部材
24 ベースプレート
26 剛性のアーム
27 第2のアーム
28 部分関節
29 制止装置
30 液圧シリンダ
31 逆止弁
32 ピストンロッド
34 シリンダハウジング
36 流体
38 足指付け根の膨らみ領域
40 排出管
42 内部空間
44 超過圧力用逆止弁
46 調整可能なスロットル
48 流入口
50 流出口
52 踵部分
54 流入口
56 戻り管
58 第2の逆止弁
59 制動装置
60 戻り口
62 付勢装置
64 圧縮ばね
66 ディスク
68 停止手段
70 制動装置
72 前足関節
74 つま先
76 中足部
78 逆止要素
80 シーケンス弁
82 第2の液圧シリンダ
84 第2のピストンロッド
86 第2のシリンダハウジング
88 制止要素
90 凹部
92 制止構造体
94 ばね
96 前縁部
98 傾斜
100 ジャーナル
102 カップリングリング
104 取り囲み構造体
106 逆止要素
108 ブレーキ手段
D 回転軸
Deff 瞬間回転軸
DF 底屈方向
DE 背屈方向
F 力
Fstand立位時の力
M 踝回転モーメント
pstand立位時の圧力
p 圧力
popen 開放圧力
P 矢印。
Claims (19)
- (a) 下腿取付部(12)と、
(b)足部(18)と、
(c)関節機能を有しかつ下腿取付部(12)を前記足部(18)と結合させる結合要素(14)と、
(d)解除装置(16)と、を具備し、
該解除装置は、
-前記足部(18)および前記下腿取付部(12)が、少なくとも背屈運動に対し回転しないように互いに結合されてなるロック位置と、
前記足部(18)が前記下腿取付部(12)に対し回転自在であってなる解除位置とに、もたらされることが可能であってなる、補装具において、
(e)前記解除装置(16)は、前記結合要素(14)における踝回転モーメント(M)に相関する変数が、予め設定されたしきい値を超えているとき、前記ロック位置から前記解除位置に受動的に切り換えるように形成されていることを特徴とする補装具。 - 前記解除装置(16)は、前記踝回転モーメント(M)が、予め設定された回転モーメントしきい値を超えているとき、前記ロック位置から前記解除位置に切り換えるように形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の補装具。
- 前記解除装置(16)は、
-前記回転モーメントしきい値を超えている踝回転モーメント(M)が、前記足部(18)を背屈位置に動かすように、および
-前記足部(18)が、遊脚期中に、少なくとも実質的に、前記背屈位置にとどまるように、
形成されていることを特徴とする、請求項2に記載の補装具。 - 前記解除装置(16)は、
(a)液圧シリンダ(30)と、(b)制止装置(29)とを有し、
前記液圧シリンダ(30)は、
-ピストンロッド(32)およびシリンダハウジング(34)を有し、
-前記液圧シリンダの一端は、前記足部(18)と、他端は前記下腿取付部(12)と結合されており、
前記制止装置(29)は、
-閉鎖位置で、前記足部(18)の背屈運動をもたらす前記ピストンロッド(32)の動きを、阻止し、
-開放位置で、前記ピストンロッド(32)の動きを可能にすること、
を特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の補装具。 - 前記制止装置(29)は逆止弁(31)を有し、該逆止弁は、
-閉鎖位置で、前記足部(18)の背屈運動をもたらす、前記ピストンロッド(32)の動きを阻止し、
-開放位置で、前記ピストンロッド(32)の背屈運動を可能にし、および
-開放圧力(popen)を有し、該開放圧力では、前記逆止弁(31)は、前記閉鎖位置から前記開放位置へ移動することを特徴とする、請求項4に記載の補装具。 - 前記逆止弁(31)は、超過圧力用逆止弁(44)および/またはシーケンス弁(80)である、請求項5に記載の補装具。
- 回転モーメントのしきい値が、前記逆止弁(31)の前記開放圧力(popen)に基づいて調整することができることを特徴とする、請求項5に記載の補装具。
- 前記逆止弁(31)が超過圧力用逆止弁(44)であり、前記開放圧力(p open )では、前記超過圧力用逆止弁(44)は、前記閉鎖位置から前記開放位置へ移動することを特徴とする、請求項7に記載の補装具。
- 前記制止装置(29)は、機械的制止要素(88)を有することを特徴とする、請求項4に記載の補装具。
- 前記解除装置(16)は、制止構造体(92)およびばね(94)を有し、該制止構造体は、中立位置を越える前記足部の動きが、ばね(94)の抵抗に抗してのみ可能であるように、前記機械的制止要素(88)と協働することを特徴とする、請求項9に記載の補装具。
- 前記解除装置(16)は、機械的逆止要素(106)と、カップリングリング(102)と、ブレーキ手段(108)とを有し、該三者は、以下のように、すなわち、前記足部(18)が背屈運動を行なうとき、前記ブレーキ手段が背屈運動にブレーキをかけるように、前記機械的逆止要素(106)が、前記カップリングリング(102)と結合し、かつ、前記足部(18)が底屈運動を行なうとき、前記ブレーキ手段(108)が、前記底屈運動にブレーキをかけないか、前記背屈運動ほどには強くブレーキをかけないことを特徴とする、請求項9または10に記載の補装具。
- 前記制止装置(29)は、第2の逆止弁(58)を有し、該第2の逆止弁は、
-閉鎖位置で、前記足部(18)の底屈運動を阻止し、
-開放位置で前記足部(18)の底屈運動を可能にし、および
-底屈開放圧力(popen,flex)を有し、該底屈開放圧力では、前記第2の逆止弁(58)は前記閉鎖位置から前記開放位置へ移動することを特徴とする、請求項4ないし9のいずれか1項に記載の補装具。 - 前記液圧シリンダ(30)は、
-複動式に形成されており、および、
-以下のように、すなわち、前記足部(18)の背屈運動が、第1の逆止弁(31)を通してのみ作動流体(36)の流れを引き起こし、および、
前記足部の底屈運動が、前記第2の逆止弁(58)を通してのみ作動流体(36)の流れを引き起こすように、前記制止装置(29)と結合されていることを特徴とする、請求項12に記載の補装具。 - 前記解除装置(16)は、第2の液圧シリンダ(82)を有し、該第2の液圧シリンダは、-第2のピストンロッド(84)および第2のシリンダハウジング(86)を有し、
-前記第2の液圧シリンダの一端は、前記足部(18)と、他端は前記下腿取付部(12)と結合されており、
-以下のように、すなわち、
前記足部の背屈運動が、第1の液圧シリンダ(30)から第1の逆止弁(31)を通って前記第2の液圧シリンダ(82)への作動流体(36)の流れを引き起こし、および、
前記足部の底屈運動が、前記第2の液圧シリンダ(82)から前記第2の逆止弁(58)を通って前記第1の液圧シリンダ(30)への作動流体の流れを引き起こすように、前記制止装置(29)および前記第1の液圧シリンダ(30)と結合されていることを特徴とする、請求項12に記載の補装具。 - 前記解除装置(16)は、制動装置(59)を有し、該制動装置を用いて、
-前記結合要素(14)の背屈運動および/または
-該結合要素(14)の底屈運動を制動することができることを特徴とする、請求項1ないし14のいずれか1項に記載の補装具。 - (i)前記足部(18)を、前記下腿取付部(12)に対し、前記補装具(10)を着用する人が立っていてなる中立位置、および背屈位置へもたらすことができ、
(ii)前記補装具(10)は、機械的な付勢装置(62)を有し、該付勢装置によって、前記足部(18)を、背屈位置へ予付勢することができることを特徴とする、請求項1ないし15のいずれか1項に記載の補装具。 - 前記補装具は義足足部であることを特徴とする、請求項1ないし16のいずれか1項に記載の補装具。
- 結合要素(14)における踝回転モーメント(M)に相関する変数のしきい値が予め設定されたしきい値を上回ることによって、解除装置(16)が切り換わることを特徴とする、補装具(10)の背屈を受動的に制御するための方法。
- 前記結合要素(14)における前記踝回転モーメント(M)に相関する変数は、踝回転モーメント(M)および/または力および/または時間および/または
身体の重心の位置であることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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