JP7131480B2 - 義肢 - Google Patents
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Description
本発明は、義足として用いるスポーツ用の義肢に関する。
近年、スポーツに用いられる義肢が開発されている。特に、スポーツ用の義足は装着者に合わせて角度や位置のアライメントの調整をする必要があるとともに、スポーツ用途であるために高強度であることが求められる。
従来、このような分野の技術として、特開2018-000627号公報がある。一般に、スポーツ用に用いる義足では、一方側に凹球面、他方側に凸球面を当接させたジョイント構造をとることで3軸方向に角度調整後、止めネジで角度を固定する。
しかしながら、前述した従来の義足のアダプタのように、一方側に凹球面、他方側に凸球面を当接させたジョイント構造を用いた場合、アライメントの調整角度が限定的となるという問題がある。さらにこの構造とした場合には、一箇所で荷重を受けることとなるため、耐久性が低くなるという問題があった。
本発明は、アライメント調整の自由度が高く、かつ、耐久性が高い義肢を提供するものである。
本発明は、アライメント調整の自由度が高く、かつ、耐久性が高い義肢を提供するものである。
本発明にかかる義肢は、ソケットと、板バネと、前記ソケットと前記板バネとを接続するアライメント部と、を備え、水平方向と、高さ方向と、幅方向と、の3軸方向で位置調整が可能である義肢であって、前記アライメント部は、前記ソケットに取り付けられるアライメントベースと、前記板バネに取り付けられたアダプタと、前記アライメントベースと前記アダプタとの間に配置され、ボールを有するボールハウジングと、前記ボールに連結固定されたアライメント軸受と、前記アライメント軸受と前記ボールハウジングと、を固定する2つの荷重受け柱と、前記ボールハウジングと、前記アダプタと、の間に配置され、前記ボールハウジングと前記アダプタの水平方向の距離を調整する水平調整用のスペーサーと、を備え、前記ボールハウジングは、前記アダプタと前記ボールハウジングとを固定する際に、高さ方向の相対位置の調整に用いる高さ調節用取付穴を有し、前記アライメント軸受は、幅方向に延在し、前記アライメントベースと前記アライメント軸受とを固定する際に、前記幅方向の相対位置の調整に用いる幅調整用長穴を有する。
これにより、スライド方向及び回転方向に高い自由度を確保し、かつ、複数の荷重受け柱に荷重を分散することができる。
これにより、スライド方向及び回転方向に高い自由度を確保し、かつ、複数の荷重受け柱に荷重を分散することができる。
これにより、アライメント調整の自由度が高く、かつ、耐久性が高い義肢を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示すように、義肢1は、ソケット2と、下側の先端部が接地する板バネ3と、ソケット2と板バネ3とを接続するように設けられたアライメント部4と、を備える。ここで義肢1は、義足であるものとして説明する。
なお以下では、義肢1を装着者に装着するように配置した状態であるものとして、三次元空間における前後方向をY方向、左右方向をX方向、上下方向をZ方向として説明する。また、後述するアライメント部4のボールハウジング13における平面部31は、Y方向後方かつ斜め上方向き(Y’方向)となるように配置されているものとし、この面の延在方向をX’Z’方向として説明する。なお、X方向とX’方向、Y方向とY’方向、Z方向とZ’方向は、ほぼ同方向である。
ソケット2には、装着者の脚部が挿入されて固定される。なお、ソケット2の下端部近傍かつY方向後方側には、アライメントベース2aが組み込まれている。図2及び図3に示すように、アライメントベース2aはXZ方向に延在する板状であり、Z方向を長手とする。
ここで、図2はアライメントベース2aにアライメント部4が接続された状態を示している。また図3は、図2に示したアライメント部4のうち、後述するボールハウジング13のうちの平面部31のみ示したものと、アダプタ5と、ボールハウジング13とアダプタ5の間に配置されたスペーサー6と、をそれぞれ分離して示したものである。
ソケット2は、アライメントベース2aを介してアライメント部4と接続される。ここでは、アライメントベース2aからY方向後方側に向けて突出する2本のボルト2b,2cが、後述するアライメント軸受11の幅調整用長穴21a,21bに挿通することで、アライメントベース2aのY方向後方側にアライメント部4が接続される。なお例えば、このボルト2b,2cは、Z方向の高さが略同一であって、X方向に並ぶように配置されたボルトであり、それぞれ対応するアライメント軸受11の幅調整用長穴21a,21bに挿通される。
板バネ3は、義肢1が装着者に装着され、立位の状態において、下端部近傍が接地する板である。典型的には板バネ3は、X方向に所定の幅を有するとともに、X方向からの視点において、緩やかなくの字状に形成されている。より具体的には、板バネ3は、アライメント部4における後述するアダプタ5に接続される上端部と、接地する下端部の位置がXY方向に大きく相違しないよう、上端部の略直下に下端部が配置されるように形成されている。さらに、上端部と下端部の間の中間部は、上端部や下端部に比べてY方向後方に突出した形状である。
アライメント部4は、ソケット2に対して板バネ3を、3軸の回転方向及び3軸の位置方向の合計6自由度で調整可能である状態で接続する接続部である。
例えば図1に示すように、装着者によりソケット2に下方向の荷重が加えられた場合には、アライメント部4の下部ではY方向後方方向への引張力が発生するとともに、上部ではY方向前方方向への圧縮力が発生する状態となる。但し、アライメント部4の下部に発生する荷重は装着者の走り方により、引張力と圧縮力が逆転する場合もある。
ここで、アライメント部4の構成について説明する。アライメント部4は、アライメント軸受11と、ボール12と、ボールハウジング13と、ボール軸受け14と、を備える。
アライメント軸受11は、アライメントベース2aに取り付けられている。アライメント軸受11は、アライメントベース2aに対してX方向、すなわち左右方向である幅方向に動作することで、アライメント部4全体の幅方向の位置の調整を行う。
図4に示すように、例えばアライメント軸受11は、Z方向上部及びZ方向下部においてY方向に薄く形成されている。アライメント軸受11のZ方向略中央かつX方向略中央、Y方向後方側にボール12が配置されている。ここで図4は、アライメント部4をY方向後方側から示した図である。なお、図4は図をわかり易くするために、ボールハウジング13を省略している。
またアライメント軸受11のZ方向上部は、アライメント軸受押え11aとアライメントベース2aとの間に挟みこまれた状態で配置される。また、アライメント軸受11のZ方向下部には、幅方向(X方向)に長く形成された、幅調整用長穴21a,21bが設けられている。
ここで、幅調整用長穴21a,21bは、アライメント軸受11の下部おいてZ方向に略同一かつX方向に連続するように設けられている。この2つの幅調整用長穴21a,21bには、それぞれアライメントベース2aに設けられたボルト2b,2cが後方側に挿通する。この幅調整用長穴21a,21bが長穴形状であることからボルト2b,2cが挿入される位置を幅方向に変更して固定することができるため、アライメント軸受11は、アライメントベース2aに対して幅方向に位置調整を行うことができる。
なお、アライメント軸受11の下部の幅方向の調整に併せて、アライメント軸受11の上部の幅方向も同時に調整されるように動作するため、アライメント部4全体について幅方向に位置調整が実行される。
また、アライメント軸受11のZ方向下部には、2つの荷重受け柱22a,22bが後方に向けて突出するように設けられている。すなわち、アライメント軸受11のZ方向下部において、2つの幅調整用長穴21aよりX方向における外側に、それぞれ荷重受け柱22a,22bが設けられている。
ここで荷重受け柱22a,22bはボルトであり、それぞれ一端部がアライメント軸受11に接続され、他端部がボールハウジング13に接続されている。
例えば図5に示すように、荷重受け柱22aには、アライメント軸受11側に球面座金23a,23bを介して接続されているとともに、ボールハウジング13に対して球面座金23c,23dを介して接続されている。言い換えると、荷重受け柱22aは4つの球面座金23a~23dを有し、ボール軸受14とボールハウジング13のそれぞれ対応する球面座がある。なお図5は、図3で示したV-Vにおける断面図である。
これにより、アライメント軸受11とボールハウジング13の相対的な角度及び位置の変化に対して追従可能な状態で固定されている。
なお、球面座金23a~23dは、ボルトとナットにより、ボール軸受14とボールハウジング13にクランプされる。荷重受け柱22bについても同様である。
ボール12は、アライメント軸受11に対して連結固定されている。ここでボール12には、X方向に貫通する角シャフト24が貫通して固定されている。また、角シャフト24は、アライメント軸受11に連結されたボール軸受け14に連結されている。
ここで、図3に示すように、ボール12は、ソケット2で下方向にかかる荷重により、下側では引張荷重かつ上側では圧縮荷重であるモーメント荷重がかかるが、ボール軸受け14に連結固定された角シャフト24、モーメント荷重を受けることができる。
図3に示すように、ボールハウジング13はクランピングボルトを挿入する孔33を有している。ボールハウジング13では、ボール12の配置調整後に孔33に挿入したクランピングボルトを締めることで、ボール12を強固に固定することができる。
したがって、ボール12が回転することで、ボール12を中心にボールハウジング13が所定の角度幅で回転する。これにより、アライメント部4では、ボール12を用いた3軸の角度調整を行うことができる。
図6に示すように、またボールハウジング13は、後方側においてX’Z’に延在する平面部31を有しており、平面部31には、板バネ3が接続されているアダプタ5が固定される。ここで、ボールハウジング13は、平面部31のZ’方向下方において孔が形成されており、荷重受け柱22aが貫通して接続されている。なお図6では、アダプタ5を二点鎖線で示している。
またこの平面部31には、X’方向の両端部近傍において、Y’方向に等間隔で連続して設けられた複数の高さ調節用取付穴32が設けられている。アダプタ5には、高さ調節用取付穴32に挿入可能である突起部が設けられており、いずれの高さ調節用取付穴32に挿入するかを変更するかによって、アダプタ5のZ’方向における位置を変更することができる。したがって、アダプタ5の高さ方向の位置を調整することができる。
ここで図3に示すように、アダプタ5と平面部31との間にスペーサー6を設けることができる。例えばスペーサー6は平板状であり、一方の面にはアダプタ5に設けられている突起部が挿入されてアダプタ5に固定される。またスペーサー6の他方の面にはアダプタ5と同様の複数の突起部を有しており、ボールハウジング13の平面部31の高さ調節用取付穴32されて固定される。
すなわちスペーサー6を介して、ボールハウジング13の平面部31と、アダプタ5とを接続することができる。このときX’Z’方向に延在する平板状であるスペーサー6について、Y’方向の厚みが異なるスペーサー6を選択的に用いることによって、Y’方向についてアダプタ5の位置を調整することができる。すなわち、板バネ3の水平方向の位置を調整することができる。
ボール軸受14は、アライメント部4のZ方向上部においてアライメント軸受11に当接している。また、アライメント部4のZ方向下部において、荷重受け柱22a,22bの球面座金23a,23bに対応する球面座を有する。すなわちボール軸受14は、荷重受け柱22a,22bにより、アライメント軸受11及びボールハウジング13に接続されている。
これにより、装着者がソケット2に対して下方向に荷重を加えた場合であっても、2つの荷重受け柱22a,22bによってアライメント部4の下部にかかる引張力を分散して受けることができるため、高荷重に対応するボール連結構造を実現することができる。
さらに、ボールハウジング13はボール12をハウジングした状態で固定されており、ボール12を回転させるような回転方向の力が加わった場合に、ボール12の回転に応じてボールハウジング13が動作する。すなわちボールハウジング13は、ボール12の回転に応じて、いずれの回転角方向にも自由に動くことができる。これにより、義肢1ではアライメントについて回転の3軸方向について調整することができる。
また、アライメント軸受11に設けられた幅調整用長穴21aを用いた幅方向の調整と、ボールハウジング13の平面部31の高さ調節用取付穴32を用いたスペーサー6を介したアダプタ5の高さ方向の調整と、スペーサー6の厚みの変更による水平方向の調整と、により3軸のスライド方向の位置調整を実行できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。すなわち上記の記載は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされており、当業者であれば、実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。
例えば、荷重受け柱は2本であるものとして説明したが、複数本により荷重を分散できるものであれば良いため、その本数は2本に限られない。
また図7(a)~図7(c)に示すように、荷重受け柱の構造を変更して用いることができる。ここで図7(a)は別構造の荷重受け柱を有するアライメント部及びその近傍について、X方向側面から僅かにZ方向下方側からの視点で示した図であり、図7(b)はZ方向下方側寄りの視点で示した図であり、図7(c)はX方向側面側の視点かつ荷重受け柱近傍及びその近傍の一部を断面で示した図である。例えば図7(a)~図7(c)に示すように、荷重受け柱の端部が略半球状であり、かつ、ボールハウジングの平面部のZ方向下部は所定の厚みを有しているとともに、荷重受け柱の端部を挿入可能である窪みが形成され、荷重受け柱の端部とボールハウジングが回転自在に接続されていても良い。
1 義肢
2 ソケット
2a アライメントベース
2b,2c ボルト
3 板バネ
4 アライメント部
5 アダプタ
6 スペーサー
11 アライメント軸受
12 ボール
13 ボールハウジング
14 ボール軸受
21a,21b 幅調整用長穴
22a,22b 荷重受け柱
23a,23b,23c,23d 球面座金
24 角シャフト
31 平面部
32 高さ調節用取付穴
33 孔
2 ソケット
2a アライメントベース
2b,2c ボルト
3 板バネ
4 アライメント部
5 アダプタ
6 スペーサー
11 アライメント軸受
12 ボール
13 ボールハウジング
14 ボール軸受
21a,21b 幅調整用長穴
22a,22b 荷重受け柱
23a,23b,23c,23d 球面座金
24 角シャフト
31 平面部
32 高さ調節用取付穴
33 孔
Claims (1)
- ソケットと、板バネと、前記ソケットと前記板バネとを接続するアライメント部と、を備え、水平方向と、高さ方向と、幅方向と、の3軸方向で位置調整が可能である義肢であって、
前記アライメント部は、
前記ソケットに取り付けられるアライメントベースと、
前記板バネに取り付けられたアダプタと、
前記アライメントベースと前記アダプタとの間に配置され、ボールを有するボールハウジングと、
前記ボールに連結固定されたアライメント軸受と、
前記アライメント軸受と前記ボールハウジングと、を固定する2つの荷重受け柱と、
前記ボールハウジングと、前記アダプタと、の間に配置され、前記ボールハウジングと前記アダプタの水平方向の距離を調整する水平調整用のスペーサーと、を備え、
前記ボールハウジングは、前記アダプタと前記ボールハウジングとを固定する際に、高さ方向の相対位置の調整に用いる高さ調節用取付穴を有し、
前記アライメント軸受は、幅方向に延在し、前記アライメントベースと前記アライメント軸受とを固定する際に、前記幅方向の相対位置の調整に用いる幅調整用長穴を有する、
義肢。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019097327A JP7131480B2 (ja) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 義肢 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019097327A JP7131480B2 (ja) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 義肢 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020189021A JP2020189021A (ja) | 2020-11-26 |
JP7131480B2 true JP7131480B2 (ja) | 2022-09-06 |
Family
ID=73454125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019097327A Active JP7131480B2 (ja) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 義肢 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7131480B2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130268092A1 (en) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Ossur Hf | Prosthetic Knee |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5239837Y2 (ja) * | 1971-07-06 | 1977-09-08 |
-
2019
- 2019-05-24 JP JP2019097327A patent/JP7131480B2/ja active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130268092A1 (en) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Ossur Hf | Prosthetic Knee |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020189021A (ja) | 2020-11-26 |
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Legal Events
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