JPH01244746A - 大腿義足の膝折れ防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は大腿切断者の義足、特にその歩行過程で起ころ
うとする膝折れを確実に防止することのできる機能を持
つ大腿義足の膝折れ防止装置に関する。

（従来の技術） 第７図は健常者が歩いている時の右半身の姿勢の変化を
順序に図示したものである。（ａ）はかかと、（ｂ）は
膝、（Ｃ）は股、（ｄ）は首、（ｅ）は下腿部、（ｆ）
は大腿部で歩行冬期の各部の相互関係を示す。

第８図はエヤーシリンダ（ｇ）を使用する種類の一般的
な大腿義足の１例を示す（特公昭５２−４７６３８号参
照）。第９図はこの種の大腿義足の歩行各期を上方に、
エヤーシリンダのピストン（ロ）位置を下方に対応関係
で示す、この種の大腿義足では、膝部（ｂ）下の下腿部
（ｅ）は遊脚相においては１種の振子となるので、エヤ
ーシリンダ（匂で得られる流動抵抗と圧縮空気反力を利
用して筋肉の働きを代償する。前記持分ではエヤーシリ
ンダ（ｇ）の内部構造により、遊脚相における離床時の
かかと（ａ）の搬上がりを抑制し、これに続く下槌部（
ｅ）の振出しを軽快にしかつその後期で制動して衝撃を
緩和するようになっている。その終期の立脚相では、上
腿部（ｆ）と下腿部（ｅ）とがストロークエンドでスト
ッパ（ｉ）で当接することにより膝折れを防止する。

第１０図は膝部にブレーキ機能を持たせた種類の大腿義
足の１例を示す。第１０図（イ）（ロ）は分解した下腿
部（ｅ）、大腿部（ｆ）、第１０図（ハ）（ニ）は組合
わせ両部の立脚相、遊脚相の状態を示す。

遊脚相では摩擦ブレーキ力が緩み、立脚相においてはあ
るバランス下において体重がかかっているときのみにブ
レーキ機能が作用して膝折れを防止する。

（発明が解決しようとする問題点） 従来技術の前記大腿義足では何れも、立脚相で前のめり
に体重をかけ足首の喫効果の助けでバランスを保って立
っている状態でのみ、体重によりストッパあるいはブレ
ーキが作用して膝折れが防止される。その前後のバラン
スを外れた状態では、あるいは体重がうまくかからない
場合には、膝折れ防止効果が得られない。例えば第９図
の左から第３〜４番目の遊脚相から立脚相に移行する時
期中に着床しようとする時点でまだストッパが当たって
いないのに床面の不整等により膝折れが起ころうとする
し、その際に上昇位置のピストンの下降に対してピスト
ン下室（ｊ）の圧力が低いため充分な膝折れ抵抗力が得
られず、膝折れが起こってしまう。立脚時はフレームに
体重を乗せているだけのため不安定である。

第１θ図の従来技術でも重心が移行して体重が充分にか
からない状況下ではブレーキ力は不充分で実際に起ころ
うとする膝折れに対して同様に満足な防止効果を発揮し
ない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、従来技術の大腿義足の膝折れ防止機能の不充
分さをその前後の運動機能を不工合にしたりしないで解
決するためになされたものであって、立脚時に体重に依
存しないである程度の時間の間は膝折れ抵抗作用が得ら
れるようにする。この目的の達成のため、受容空気量の
増加に伴い短縮する例えばゴム質チューブからなる蓄力
作動体により膝軸ブレーキ部にブレーキ作用がかかるよ
うにするとともに、ピストンの移動によりピストン上室
から蓄力作動体に一方流通で空気を送り込んで一定時間
はブレーキを作用させたのちにこの空気圧力が減退して
ブレーキ作用が解除されるように遅延空気排出を行わせ
る一方向空気巡環移送経路を構成する。

これら手段を総合して、本発明の大腿義足の膝折れ防止
装置は、具体的構成としては、装着用大腿フレーム部と
下腿フレーム部とを膝軸で枢支連結した大腿義足におい
て、両部をエヤーシリンダで連結し、膝軸にブレーキ部
を設けるとともに、受容空気量の蓄積に伴い短縮する特
性の蓄力作動体を設けて前記ブレーキ部の復帰ばね付の
可動ブレーキシューに連結し、エヤーシリンダのピスト
ン上室、ピストン下室および蓄力作動体の間においてピ
ストン上室から逆止弁を経て蓄力作動体に至る経路、蓄
力作動体から絞り弁、逆止弁を経てピストン下室に至る
経路並びにピストン下室から絞り弁、逆止弁を経てピス
トン上室に至る経路をループ状に設けたことを特徴とす
る。

（作　用） 本発明においては、下腿フレーム部が伸長してエヤーシ
リンダの上位にピストンがある状態から膝折れが起ころ
うとしても、この時にはピストン上室の空気が圧縮され
て逆止弁を経て蓄力作動体内に送り込まれていることに
より蓄力作動体が短縮してワイヤを介して可動ブレーキ
シューを引張り、それにより膝軸ブレーキ部にブレーキ
力が作用しているので、膝折れが防止される。

この蓄力作動体内の上昇圧力の空気は絞り弁、逆止弁を
経てピストン下室に徐々にリークし一定時間後に前記ブ
レーキ力がなくなる。

従って、立脚時体重を付加させなくても一定時間はブレ
ーキ力が得られ、膝折れ防止効果が発揮される。

それとともに離床時のかかとの上り量が抑制され、下腿
フレーム部振り出し時の抵抗は蓄力作動体の付加により
吸収されその最後の衝撃は緩和されるという機能は従来
と同等以上に保全される。

これらの一連の最も望ましい作動が別途の制御源、制御
装置に依存しないで自動的に装着者の歩行意志に従って
自然になされる。

（実施例） 以下、本発明を第１〜６図を参照し実施例に即して具体
的に詳細に説明する。第１図は本発明の代表的実施例の
膝折れ防止装置を組込んだ大腿義足の縦断正面図で、下
腿フレーム部立脚状態を示し、第２図はその側面図、第
３図はその平面図である。

この実施例の大腿義足は、大腿切断者の断端に装着する
大腿フレーム部（１）のブラケットと下腿フレーム部（
２）とは膝軸（３）で枢支されて関節連結される。両部
は後折れ可能であるが、その反対側には両部間にゴム質
のストッパ（４）（第２図参照）を介設してその当接に
より前折れしないようにする。膝軸（３）はこの例では
大腿フレーム部（１）の側に固定している。

両部は、膝軸（３）の他、折曲がり角度に対応する伸縮
を行うエヤーシリンダ（５）からなる連動系を持ち、こ
の例ではそのシリンダ（６）は下腿フレーム部（２）の
空洞内に縦向きとして取付けられ、そのピストン（７）
から上方に延びるロンド（８）はリンク（９）を介して
大腿フレーム部（１）に連結される。

そのピストン（７）の内部構造については後述する。

エヤシリンダ（５）は第８図に示すような他の取付形式
に変更しても差支えない。

膝軸（３）にはブレーキ部０ωを設ける。この例のブレ
ーキ部０ωは膝軸（３）上にブレーキディスク（１０を
取付は固定する。これを挾むように下方に下腿フレーム
（２）の側に下部ブレーキシュー０２１を取付け、上方
に上部ブレーキシュー０■をピン０４）で枢支して可動
に取付ける。上部ブレーキシュー０３）は下部ブレーキ
シュー０２）との間に張渡した復帰ばね（＋５１により
上方に避退してブレーキディスク０１）との保合による
ブレーキ作用から釈放される。

上部ブレーキシュー０３）を引下げブレーキディスク０
υを係合してブレーキ作動させるため、下腿フレーム部
（２）の空洞内にゴム質チューブ等からなる蓄力作動体
０ωを設け、ワイヤ０７）α印により下部ブレーキシュ
ー０２）を貫通して可動上部ブレーキシュー側に連結す
る。蓄力作動体０６）は受容空気量の蓄積による長さの
短縮する特性のものであればよく、例えば第４図（イ）
の状態から空気の受容により第４図（ロ）のようにふく
らみ長さの縮むゴム質チューブ、例えば■ブリジストン
からラバチュエータの名称で主としてロボット用として
市販されているものが使用できる。

そして蓄力作動体００とエヤーシリンダ（５）のピスト
ン上室０９）、ピストン下室１２［Ｄとの空気流通経路
として、ピストン上室０９）から逆止弁（２１）を経て
蓄力作動体θ０に至る一方流通の経路（２２）を設け、
蓄力作動体ａωから可変の絞り弁（２３）、逆止弁（２
４）を経てピストン下室１２Ｇに至る一方流通の経路（
２５）を設け、さらにピストン下室１２［Ｄからピスト
ン（７）内に設けた可変の絞り弁（２６）、逆止弁（２
７）を経てピストン上室０９）に戻る一方流通の経路（
２８）を設ける。ピストン内に設けるこの経路（２８）
の詳細は第５図に示すが、この経路（２８）はシリンダ
（６）外の外部配管としてもよい。

上記構成を有する本発明の装置では、下腿フレーム部（
２）の上昇位置からの振り出しの際には、その伸長に従
いピストン（７）はシリンダ（６）内を上昇し、逆止弁
（２７）は閉じた侭であるが逆止弁（２１）が開いて、
ピストン上室０９）内の空気は蓄力作動体０６）に流入
するので、振り出しはじめは軽く後では緩衝される。適
切な緩衝がなされるよう絞り弁（２６）で流量調整され
る。蓄力作動体０６）に流入して蓄積した空気は蓄積に
伴い蓄力作動体０６）を短縮させるので、縮んだ分だけ
ワイヤθ力が引下げられ、上部ブレーキシュー（１３）
を降下させてブレーキディスク（１１）に押付は制動力
を発生する。

従って着床前後の時期に膝折れを起こすことばなくなる
。

そして立脚相後期では、蓄力作動体０６）内の蓄積空気
は逆止弁（２４）を開き絞り弁（２３）で制限された流
量で徐々にピストン下室１２０に流れ込み、蓄力作動体
Ｏｅ内の圧力低下に従い上部ブレーキシュー０９ばばね
０５）により徐々に復帰し制動力はなくなる。ブレーキ
時期は絞り弁（２３）により調整される。

さらに脚が離床しかかとが上がって屈曲する際には、ピ
ストン（７）はシリンダ（６）内を降下し、ピストン下
室１２ωの空気は逆止弁（２７）を開いてピストン上室
θつに移行するので、かかとは軽く上がり、その流量は
絞り弁（２６）で制限されるので、その調整によりかか
との上がり量は所定量に抑制される。

第６図は本発明の前記実施例の変形部分を示し、関連均
等部分は同一符号を記入し説明の重複を省略する。この
実施例ではゴム質チューブに代わり復帰ばね（２９）を
内蔵したエヤーシリンダ（３０）を用いる。膝軸ブレー
キ部００）も他の周知の各種ブレーキ機構に変更可能で
ある。

（発明の効果） 本発明によると、大腿義足として、遊脚相から立脚相に
移る間の不測の膝折れが確実に防止されて安定であると
ともに、下腿フレーム部の振り上り、振り出し伸直時の
衝撃緩和等の具備すべき運動機能は満足に発揮されると
いう総合的に優れた効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の大腿義足の膝折れ防止装置
の構成を示す下腿フレーム部立脚状態での縦断正面図、
第２図はその側面図、第３図はその平面図、第４図（イ
）はその蓄力作動体例のゴム質チューブの空気受容前の
側面図、第４図（ロ）はその空気受容後の側面図、第５
図はピストン内の経路の構成を示す断面図、第６図は変
形実施例の変形部分の構成を示す断面図、第７図は健常
者の歩行姿勢の変化を左から順に示す線図、第８図は従
来技術のエヤーシリンダを用いる大腿義足の１例の側面
図、第９図はこの大腿義足の歩行各期の変化を上方に、
そのシリンダの状況を下方に対応させて左から順序に示
す線図、第１０図（イ）は従来技術の膝軸ブレーキ式の
大腿義足の下腿部の部分の斜視図、第１０図（ロ）はそ
の大腿部の部分の斜視図、第１０図（ハ）はその組合わ
せ部の立脚相での側面図、第１０図（ニ）はその遊脚相
での側面図である。 （１）・・・大腿フレーム部、（２）・・・下腿フレー
ム部、（３）・・・膝軸、（４）・・・ストッパ、（５
）・・・エヤーシリンダ、（６）・・・シリンダ、（７
）・・・ピストン、（８）・・・ロンド、（９）・・・
リンク、００）・・・膝軸ブレーキ部、ＯＤ・・・ブレ
ーキディスク、（＋２１・・・下部ブレーキシュー、■
・・・上部ブレーキシュー、０１１）・・・ピン、０５
）（２９）・・・復帰ばね、θω・・・蓄力作動体、Ｑ
７）（ｌ［Ｄ・・・ワイヤ、０！・・・ピストン上室、
（至）・・・ピストン下室、（２１）　（２４）　（２
７）・・・逆止弁、（２３）　（２６）・・・絞り弁、
（２２）　（２５）　（２Ｂ）・・・経路、（３０）・
・・エヤーシリンダ、（ａ）・・・かかと、（ｂ）・・
・膝、（Ｃ）・・・股、（ｄ）・・・首、（ｅ）・・・
下腿部、げ）・・・大腿部、（９）・・・エヤーシリン
ダ、（ハ）・・・ピストン、（ｉ）・・・ストッパ、０
）・・・下室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　装着用大腿フレーム部と下腿フレーム部とを膝軸で枢
   支連結した大腿義足において、両部をエヤーシリンダで
   連結し、膝軸にブレーキ部を設けるとともに、受容空気
   量の蓄積に伴い短縮する特性の蓄力作動体を設けて前記
   ブレーキ部の復帰ばね付の可動ブレーキシユーに連結し
   、エヤーシリンダのピストン上室、ピストン下室および
   蓄力作動体の間においてピストン上室から逆止弁を経て
   蓄力作動体に至る経路、蓄力作動体から絞り弁、逆止弁
   を経てピストン下室に至る経路並びにピストン下室から
   絞り弁、逆止弁を経てピストン上室に至る経路をループ
   状に設けたことを特徴とする大腿義足の膝折れ防止装置
   。