JPH06510929A - エネルギーを蓄積する補綴脚パイロン - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】

エネルギーを蓄積する補綴脚パイロン 技瓜立野 この発明は一般的に補綴脚に関し、特にこの補綴脚の使用中にエネルギーを蓄積 しまたこれに続いてエネルギーを−を放出することができるパイロンに関するも のである。この発明のパイロンは、軽量な構造で特徴付けられ、また個々の装着 者のニーズや特殊な用途に適応するように変形したり調整できるのが望ましい。 さらにこの発明のパイロンは、装着者に装着可能な全ての補綴脚ソケットに使用 可能である。同様にパイロンの下部に取付けられる、またはパイロンの下部と一 体に形成される全ての補綴足に使用可能である。 種々のタイプの脚や足用の補綴器具が、先行技術において知られている。このよ うな補綴器具は一般的には、この補綴器具を手足の背骨側の端に結合するための 、また地面に伸びて身体を支持するための、アタッチメントの成る形式を含む。 さらにこれらの補綴器具は一般的には、人間の脚と足の構造および（または）性 能をシミュレートするように構成される。 補綴脚および補綴足において好ましい特性には、これら補綴具の使用中例えば歩 行中に、エネルギーを蓄積しまた放出するための手段を含むことである。このよ うなエネルギー特性は、装着者のエネルギー消費を減らし、またそれ無しでは装 着者が参加不可能な活動に参加できるようにする。従って装着者は疲労が減少し 、より長時間活動できるようになる。いろいろな点で、エネルギーの蓄積と放出 を行う補綴具は、それが無ければ使用者の活動を制約する障害や制限を取り除く ものである。エネルギーの蓄積と放出とを行う補綴具の例は、゛複合補綴脚およ び補綴足”に関する私の米国特許第４．５４７．９１３号、゛°モジュラー複合 補補綴および補綴足“に関する私の米国特許第４．８２２．３６３号、および° °補綴足°°に関する私の米国特許第５，０３７．４４４号に開示されている。 補綴器具においてエネルギーを蓄積しまた放出することの利点と願望は知られて いるにもかかわらず、従来の補綴器具は、本願発明が開示する比較的簡単な構成 で得られる利点さえも提供することができない。本願の発明はまた広い適用範囲 に用いられ、すでに製造可能かつアジャスト可能であり、また極めて敏感なエネ ルギー性能を発揮することができる。 さらに、上記のように、私のこの発明は補綴足および補綴脚と広い範囲で交換可 能であり、またそのような補綴器具の性能を向上させる。このような補綴足器具 の例としては、リジットなメタリックコアに操作可能な関係をもってマウントさ れたラバーフオームを組合わせるようにした、ラング（Ｌａｎｇｅ　）の米国特 許第２．０７５．５８３号がある。またこのような補綴足器具の例として、ボギ ー（ｐｏｇｇｉ　）の米国特許第４．６４５．５０９号がある。このボギーの特 許は、比較的重いモノリシックなキールまたはビームを組合せた補綴足を教示す る。このキールまたはビームは、歩行中、走行中、ジャンピング等に足欠損者の 負荷に反応し、また蓄積されたエネルギーを放出して足欠損者の自然な踏み出し を補助するように足をリフトさせ押出させる。 私の前記特許に開示された私の発明の利点のいくつかは、交換可能かつ軽量な構 造にある。この構造は与えられた構造における強度と柔軟性の度合を選択可能に するものである。私の発明は同様な交換可能性を持ち、追加的または択一的なコ ントロールを可能にし、補綴具の性能を調節可能にするのが望ましい。さらに、 私のこの発明は、従来の補綴器具すなわちエネルギーを蓄積しない補綴器具の装 着者に対して、成る程度の調節可能性と性能の利益を与える。 −服の亘ｎ旦よグ狂点 従ってこの発明の目的は、補綴脚に取付けられエネルギーを蓄積する人工バイロ ンを提供することである。このパイロンは好ましくは、１または複数の長いスプ リングエレメントのようなエネルギー蓄積手段に結合されたアッパおよびロアー ・パイロンメンバーを含む。これらのパイロンメンバーは好ましくは、互いに重 なり合うように組合わされ互いに往復動可能である。このアッパおよびロアー・ パイロンメンバーの組合せは、例えば、内側に入ってスライドするスリーブとア ームを有する構成により達成可能である。好ましい実施例においては、パイロン に加わる力がパイロンメンバーの前記した往復動をさせ、またスプリングメンバ ーまたはスプリングエレメントにこれに対応するエネルギーを蓄積させる。 とりわけ、アッパとロアー・パイロンメンバーの組合せは、使用中におけるパイ ロンのアラインメントを好適に保つのに役立つ。注目すべきことは、このような アラインメントは１または複数の動的なコンポーネントを含むことである。例え ば、パイロンの主要な動作の１つであるエネルギー蓄積のための圧縮に加えて、 パイロンメンバーのアラインメントは使用中の°゛トーイン”および／または° ゛トーアウトの回動を許容することである。これらの回動は従来は補綴゛。 ローティター”により得られていたものである。言い換えれば、使用者の使用中 に、この発明の好ましい実施例は使用者のソケットに対しパイロンのロアー・エ ンドの望ましくかつ規制可能な量の回動を許容することである。このような回動 は有益であり、またゴルフ、テニス等で人間の身体特に人工足に発生するねじれ を含む多くの動作において、自然な人間の膝／くるぶしの動きをシミュレートす る。 この発明の他の目的は、１または複数のスプリングエレメントが、積層材、裁こ のパイロンは、装着者の足（ｌｉｍｂ）に取付は可能なアッパ端部と、補綴足に 取付は可能なロア一端部とで特徴付けられ、これら両端部間を結合または両端部 間で作動する１または複数の長いスプリングエレメントのような前記のエネルギ ー・蓄積手段を持つ。好ましい実施例においては、スプリングエレメントのパイ ロン端部への各結合部分は、特性を持つのが望ましい。このようなピボット構造 は、パイロンエレメントとスプリングエレメントの圧縮時に存在する応力集中を 消すか一般的に減少させる。スプリングをパイロンメンバーに非ピボット構造で 結合することは、勿論この発明の教示から外れることなく可能である。このよう なピボット構造が用いられる時には、しかしながら、このようなどポットに元来 あるフリクションを最小にするのが望ましい。ピボット動作に発生する全てのフ リクションはエネルギー蓄積手段に蓄積され、引き続いて足欠損者に有益に返さ れエネルギーのロスを発生させる。このエネルギーロスを最小にする好ましい方 法は、ここに説明するように、接触面をテフロンまたは同様な材料で被覆するこ とである。 装着者へ結合するアタッチメントと補綴足とに特別に選択されたものは、パイロ ンに永久的にまたは取外し可能に取付けられる。取外し可能な取付けは、１また は複数のソケット、パイロンおよび／または脚および足の補綴コンポーネントを 、寸法調節および／または異なるエネルギー性能特性を得られるように構成した エレメントと容易に交換できるようにする。この寸法調節および／または異なる エネルギー性能特性は、足欠損者の脚と足の寸法、足欠損者の歩幅、背丈、体重 および活動レベルに適合させる。それゆえに、スプリングレートとサイズの組合 せの範囲は脚欠損者に対応して決められる。さらに、通常背丈と体重が異なる足 欠損者に対して適する補綴具は°゛標準サイズのコンポーネントの比較的少ない 在庫品を用いて組立てられるから、製造コストおよび在庫品コストは減少する。 あるコードのような拘束手段を含むようにした、前記の特性の補綴具を提供する 断じたファイバーおよび／または、熱硬化性または熱可塑性の樹脂のようなカプ セルに入れたポリマーにより操作可能な関係に保たれた他の材料から作られてい る前記した特性の補綴パイロンを提供することである。 この発明のさらに他の目的は、互いに組合され、相対的に往復動するアッパおよ びロアー・パイロンメンバーと、これらの間に結合または操作可能に配置され前 記アッパ・メンバーに対して前記ロアー・メンバーを伸び方向に保持するエネル ギー蓄積手段とを備え、接触（地）により生じる圧縮力がロアー・メンバーに加 わる時に前記アッパ・メンバーに対して往復動しエネルギー蓄積手段を圧縮して エネルギー蓄積モードにし、また前記の圧縮力が放出される時にはこの蓄積手段 はロアー・メンバーを伸び位置に戻すようにした、前記の特性の補綴パイロンを 提供することにある。 この発明の他の目的は、補綴具に加わる負荷に対する抵抗を変化するように複数 の前記スプリングエレメントが互いに組合されて用いられる、前記した補綴パイ ロンを提供することにある。複数のスプリングエレメントという概念は、異なる スプリングレートにより特徴付けられた複数のスプリングエレメントの使用を含 む。この異なるスプリングレートは、変形量に対する全抵抗力を前記パイロンが 装着される各人の体重や活動レベルや他の特性に正確にアジャストすることを可 能にする。 さらに私の発明の他の目的は、エネルギー蓄積・放出手段がラバーやラバーに似 た材料で作られた１または複数のメンバーを含むようにした、前記特性の補綴具 を提供することである。このようなラバー・スプリングメンバーは、前記の長い スプリングエレメントと共にまたはこれに代えて使用されることができる。 また私の発明の他の目的は、複数の長いスプリング・エレメントを持ち、さらに 例えば、１または複数のスプリング・エレメントの変形量を制限する弾力性のこ とにある。 この補綴脚に美的外観を与えるためには、脚に適切に取付けてバランスが良くか つ寸法も適切であることを確認した後に、この補綴具は適切な形状で美的なシュ ラウドの中に入れられる。このシュラウドは、脚の自由な動きと屈曲を妨げない ように十分に柔軟性を持つ必要がある。しかし前記脚が元来持つ弾力性とストレ ス吸収特性のために、シュラウドの補助的なりッション動作はほとんどまたは全 （必要ない。さらにこのシュラウドは、エネルギー蓄積手段に損傷を与えたりそ の屈曲を不必要に制限することな（、エネルギー蓄積手段に望ましい屈曲性を持 たせることが必要である。 この結果、補綴士と装着者とは随意にパイロンの柔軟性を調節することができる であろう。パイロンに補綴足を取付けるための挟みクランプのような着脱可能で かつアジャスタブルな適切なアタッチメント手段を提供することによって、私の 発明のパイロンは、標準長さで供給されるが、また有効長さの広い範囲に対して は予め°°特別仕様”としておくことができる。 この発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明と、イラストレーションの 目的だけのための添付図面とにより明らかであろう。 ２匡９固巣皇説唄 図１は、この発明の教示に従って作られ組立てられた補綴具の好ましい実施例の 側面図； 図２は図１の２−２線の断面図； 図３は図１の３−３線の一部背面図； 図４は図１の４−４線の一部断面背面図；図５はこの発明で用いられるスプリン グエレメントの好ましい実施例の分解図図６はこの発明の他の実施例の側面図で あり、アッパー・パイロンメンバーの中に入るロアー・パイロンメンバーの配置 を示し、またさらに長いスプリングメンバーと共に拘束手段の使用例を示す；図 ７と図８とは、長いスプリングエレメントの他の実施例を示す側面図；図９は本 発明の他の実施例の側面図であり、この実施例ではエネルギー蓄積手段がアッパ およびロアー・パイロンメンバーの中に配置されている；図１０は図９１７）１ ０−１０＃ｉの断面図；図１１は、この発明の他の実施例の側面図であり、この 実施例ではアッパおよびロアー・パイロンメンバーの断面が円形でない；図１２ は図１１の１２−１２線による断面図；図１３はこの発明の他の実施例の側面図 であり、ロアー補綴足をエネルギー蓄積パイロンに取付けるための他の手段を示 す；図１４は図１３の１４−１４線による断面図；図１５はこの発明の他の実施 例の側面図；図１６は図１５の１６−１６線による断面図；図１７はこの発明の 他の実施例の一部断面した側面図；図１８は図１７の１８−１８線による一部正 面図；図１９は図１７の１９−１９線による一部断面した正面図。 吐皇旦座実凪斑の説朋 図面特に図１を参照して、私は、この発明の教示に従って作られ組立てられかつ 補綴パイロン１２を含むロアー補綴脚１０を示す。図示の目的のために、補綴具 １０は、補綴足１４を含み、またその上端にはこの補綴具１ｏをソケットや他の 手段（例えば図１７．１９にソケット９ｏとして示されている）を使って装着者 に作動可能に取付けるためのアタッチメント手段１６を持つように示されている 。 好ましい実施例においては、図３と４に最も良く示されているように、パイロン １２はアッパ・メンバー１８を構成する第１の部分とロアー・メンバー２０を構 成する第２の部分とを持つパイロン手段を含む。図面に示されているように、こ れらの第１および第２の部分は、スリーブメンバーとアームメンバーとの様式の ように、互いに摺動可能かつ往復動可能に適切に嵌め合わされている。一方メン バー１８の外径とロアー・メンバー２０の内径との間の比較的きっちりとした嵌 め合せにより、これら第１および第２の部分は互いに水平方向の配置を保ちなが ら作動する。 アッパおよびロアー・メンバー１８．２０は、円形および管状であり、これらは 互いに二重環状に配置されるものとして図示されまた説明されているが、この技 術分野における熟練者はこの発明の範囲から外れることなく種々の形状、寸法お よび配置形式が効率良く使用できることを理解するであろう。発明の範囲を限定 するものではないとして例を挙げれば、アッパおよびロアー・メンバー１８．２ ０は正方形（図１１と１２参照）、長方形、またはＤ型の断面を持つことができ 、または中空に代わって中実のもの（例えば図１５のメンバー７６参照）とする ことができる。 さらにパイロンメンバーの構成の変形例は、以下に説明するように図６に示され ている。この例ではロア一部分２０はアッパ部分１８の内側に配置されている。 この実施例においては、以下に説明するように補綴具の望ましく妨げとならない 往復動を可能にするように、アッパおよびロア一部分はそれぞれ十分な長さとさ れなければならない。 さらにシリンダ１８と２０とは、上に掲げた私の特許において説明した補綴具と 同様に、ファイバーと樹脂との複合材で作られるのが望ましい。このようなファ イバーは、例えば、カーボングラファイト、ファイバーグラス、ケブラーあるい は同様な強度と軽さを持つ材料を含む。このファイバーは積層または裁断された 形状とすることができる。これらのファイバーは、エポキシ、ポリエステル、ビ ニルエステル、ポリエチレンあるいはポリプロピレインのような熱可塑性あるい は熱硬化性の樹脂により、希望の操作可能な構造に作られるのが望ましい。パイ ロンには、重くはなるがアルミニュームまたは押出し形成したナイロンなどの一 層安価な材料が使用できる。 パイロン組立体１２のエネルギー蓄積・放出性能を高めるために、ここにさらに 十分に説明するように、シリンダの接触面はテフロン、シルバーストーン、テフ ロン様の組織、またはこの接触面間の全ての摩擦抵抗を最小にする同様な材料で 被覆されるのが望ましい。 パイロン１２はさらにエネルギー蓄積・放圧手段２２を含むのが望ましい。好ま しい実施例においては、エネルギー蓄積手段２２は、ここに説明されるように、 必要なエネルギーの蓄積と放出とを可能にする前記の複合材で作られたエレメン ト２４および２６のような長いスプリングエレメントを含む。この技術分野の熟 練者はこの発明がわずか１つのエレメント２４または２６により、または追加的 な同様な複数のエレメントにより構成できることを理解するであろう。このよう なエレメントが図に示されているように複数用いられる場合には、これらは例え ばナツトとボルトの組合せ２８を用いることにより、互いに作動可能な関係をも って組立てられる。保護キャップ２９がボルト２８の端に取付けられている。 長いスプリングエレメント２４および２６の他の実施例の例が、図７と８の中に エレメント６０と６２として示されている。多曲線形状のスプリング６０とらせ ん状のスプリング６２の両者は、必要なエネルギー性能を持ち、以下に説明する ように、図６．９および１ｏに示されているような他の種々のスプリングエレメ ントやエネルギー性能構造と関連して使用可能である。 少（とも１つの好ましいスプリングエレメント２４または２６は、例えばピボッ ト式のアタッチメント手段３０と３２の構造により、アッパおよびロアー・パイ ロン部分１８と２０に作動可能に結合される。図５に最もよく示されているよう に、アタッチメント手段３０と３２は中空キャップメンバー３４と３６をそれぞ れスプリングエレメント２４の上端および下端に持つのが望ましい。キャップ３ ４と３６はそれぞれ対応するチャネル３８と４０、図４、に摺動可能に受け止め られ、またそこにセットスクリュ４２、ロックナツト４４等により保持される。 キャップ３４と３６は、チャネル３８と４０と同様に、テフロン、シルバースト ーン、あるいは両者間の摩擦を最小にする同様な材料で被覆されるのが望ましい 。これらの内面間およびアッパおよびロアー・パイロンメンバー１８と２０の接 触面間の摩擦を最少にすることは（以下に説明するように）、パイロンの往復中 の摩擦によるエネルギーロスを減らす。摩擦を小さくすることは達成されなけれ ばならないものであるが、この摩擦が小さいためにこの補綴具１０は、以下に一 層十分に説明されるように、比較的小さい圧縮負荷に対してさえも、摩擦による 比較的小さいエネルギーロスをもって、衝撃吸収とエネルギー蓄積を可能にする 。 スプリングエレメント２４および／または２６をパイロンメンバー１８と２０に 取付ける他の手段は、例えば標準的なヒンジ（図示せず）を含む。さらに多くの アタッチメントの代替手段の１の例は、図１７〜１９に示され、ここで説明され る。 スプリングエレメント２４と関連して、好ましいアタッチメント手段３０と３２ の他の目的は、それぞれのシリンダ】８および２ｏの間の回転運動の防止および ／または制限を含む。キャップメンバー３４と３６とスプリングエレメント２４ の材質と構造（例えば寸法、深さ、厚さ、硬さそして材料の強度）を適切に選択 することにより、全ての回転は防止でき、あるいは装着者のソケットに関連して パイロンの下端の好ましくまた制限可能な回転量が許容される。上記したように 、この回転は、知られた補綴用の°゛ローテイターにより得られる回転に似てい る。このような回転は有益であり、ゴルフ、テニス等の人工の足に関連して人間 の身体の捩れを含む多くの動作において、自然人の膝／くるぶしの動きをシミュ レートする。 実施例において、しかしこの実施例に発明を制限するものではないが、より幅の 広いまたはより硬いスプリングエレメント２４は、比較的幅が狭いおよび／また は°°一層柔らかい”スプリングエレメントよりも回転を小さく制限する。この ようなスプリングエレメントの硬さは、例えば、このスプリングエレメントが積 層体で作られる場合には、そこに用いるファイバの積層数により決定される。仮 にこのスプリングが他の材料で作られる場合には、特別の材質の選択および／ま たは処理プロセスが捩れ性能を調節するために用いられる。あるいはアッパおよ びロアー・パイロンメンバー１８と２０は、互いに“キー結合”として、捩れを 防止または制限することができる。 シリンダ１８と２０の相互間のこのような捩れに対する成る制御あるいは制限が 無い場合には、このような捩れは、例えば、補綴具のロア一部分（図において、 補綴足１４）をｉｔ者のソケットに対して位置のずれを生じさせる。 上記したように、スプリングエレメント２４と２６はこの発明の他のコンポーネ ントと同様に、私の前記した先行技術特許に教えられる製造方法と同様に、硬化 され柔軟性を持つポリマーの中に埋込まれた薄板５８、図２、のように、複数の 薄板の積層により形成されるのが望ましい。代替可能な材料は、裁断されたファ イバーと熱硬化性および／または熱可塑性のレジンとを含む。このようにスプリ ングエレメントを製造すれば、スプリングの望みのエネルギー蓄積・放出特性が 得られ、この結果、スプリングに課される周期的な負荷に耐える十分な耐久性と 、補綴具に地面あるいは他の表面で加わる衝撃を吸収しこの時のエネルギーを蓄 えまた放出する柔軟性との間の望ましいバランスを得ることができる。 補綴具１０のスプリングエレメント２４と２６の好ましい製造方法は、適切な形 状と寸法のキャビティを持ったモールドの使用を含む熱硬化性モールディングプ ロセスによる方法である。キャビティは、必要数の薄板と適切量のポリマーとを 受け入れ、例えば脚エレメント２４および２６がそれぞれ一体成形構造で作れる ようにデザインされる。 以上から暗示されるように、好ましい実施例においては、ロア一部分２ｏは補綴 足１４に着脱可能かつ調節可能に取付けられるのが望ましい。最もこの技術の熟 練者は、パイロンは種々の使い方で使用されることを理解するであろう。例えば 永久的に取付けられ、または同時あるいは一体成形された補綴足メンバー１４（ 例えば図１５と１６およびこれに関する説明参照）がある。好ましいアタッチメ ントの手段４６は、ねじ付きナツトとボルトの組合せ５０、図１と２、あるいは 同様な方法を用いることにより補綴足１４に取付けられたクランプメンバー４８ を含む。 好ましい実施例においては、このクランプメンバー４８は、ロアー・パイロン部 分２０の長平方向に沿って種々の位置に、単にクランプを位置合せしナツトとボ ルトの組合せ５２を締付けることにより、作動可能に取付けられる。これはまた °“トーイン゛、　゛トーアウト°゛、ソケット（例えばソケット９０、図１７ と１９参照）に対して足１４の前後方向のアライメントの調整を可能にする。 ロアー・脚補綴具をロアー・パイロンに対して調整し取付けるための多くの代わ りの手段の１つは、図１３と１４に示されている。足補綴具１４は、１または複 数のホースクランプ６６によりロアー・パイロンの長手方向に沿って決めた位置 に操作可能に取付けられる。ここでは、強度が高（、ヘビーデユーティで、幅が 広いステンレススチールのクランプが用いられるべきである。クランプはねじの 組合せ６８あるいは同様な方策により調節可能である。 足補畷具１４のアタッチメントの強度と最終的な性能とは、足補綴具１４の裏面 に形成された樹脂または複合材のくさび６４、図１３および１４、の使用により 改善される。このくさびはパイロンの対向する表面に沿うように形成され、また 足１４とパイロンとの間の接触面積を増やして、アタッチメントに安定性を追加 する。 足欠損者が長さ調節とそのエネルギー性能のテストのために適当期間図１３と１ ４に示されるようにこの機器を装着した後、足１４は永久的または半永久的に公 知の接着および／または積層技術を用いることによって所定位置に結合される。 キャップメンバー２９、図３および４、はクランプメンバー４８に接触するよう に示されているが、この技術分野の熟練者はこのような接触はこの発明の実施の ためには必要ないことを理解するであろう。実際、また以下に説明するように、 パイロン１２への力の印加は、スプリングエレメント２４を外側へ撓ませてパイ ロン部分１８および２０から離し、この結果キャップメンバー２９を部分１８お よび２０から離すように動かす。 シュラウド５４（図１に外形が示されている）は、美的に仕上げられている。 このようなシュラウドは、足手段１４と同様にエレメント１８．２０．２４およ び／または２６の適切な組合せによって補綴具の思濾ある調整を行った後に、取 付けられるべきである。このシュラウドは、希望の柔軟性と、補綴具の機能を害 することなく、補綴具の機能に適合しこの機能を許容するようにデザインされる べきである。また靴５６または他の適当なカバ一部材が、組立てた補綴具に被着 される。 歩行中や走行中に補綴具１０に外力が加えられると、この力はパイロン手段１２ に長さ方向の相対的な圧縮を発生させる。図３と４に最も良く示されているよう に、第１のパイロン部分１８は第２のパイロン部分２ｏ内を下方へ向ってスライ ドするであろう。これと同時に、上に示したように、エネルギー蓄積と放出を行 うスプリングエレメント２４と２６は外側へ弓のように湾曲しパイロンメンバー １８と２０から離れる。 圧縮の大きさ、実際には補綴パイロンのエネルギー蓄積・放出特性は、１つまた は複数のエレメント２４と２６の構造と材質とにより大部分が決定されるであろ う。このような力を加える前には、スプリングエレメントはロアー・メンバー２ ０をアッパ・メンバー１８に対して伸び位置に保つ。例えば接地により生じる圧 縮力はロアー・メンバーに加えられ、ロアー・メンバー２０はアッパ・メンバー １８に対して往復動じて、前記蓄積手段をエネルギー蓄積モードに圧縮する。 この力が除かれると、エネルギー蓄積手段はロアー・メンバー３０をその伸び位 置へ戻すであろう。 図面に示されているように、第２のスプリングエレメント２６は、十分大きな圧 縮力がパイロンに加えられない限りまたは加えられるまでは、補綴具の性能に影 響を与えない。このような場合には、第１のスプリングエレメント２４が十分な 度合まで撓み、第２のエレメント２６が第１のエレメント２４に当たるのを可能 にする。そしてそれ以上の撓みに対しては両者の合計ばね力になる。 パイロン１２のエネルギー性能は、１または複数のラバー製またはウレタン製の バンドあるいはリング７２、図６、のような束縛手段７０を用いることにより、 さらにコントロールされおよび／または微細にチューンされる。このバンドまた はこれらのバンドは、補綴具を普通に使用する際のスプリングエレメントの位置 の上または下の位置（図示せず）付近に補綴具を保持するように、そのデイメン ジョンが決められるのが望ましい。この普通の位置においては、バンドはこの補 綴具のエネルギー性能には影響を与えない。しかしランニングや他の激しい運動 中に力が加わるように、補綴具に大きな衝撃が加わることを見越して、バンド７ ２は図６に示すように位置決めされる。すなわちバンドの伸びに対する弾性的な 抗力は補綴具の圧縮に対する全抵抗すなわち°硬さ“を増大させるようにバンド ７２は位置決めされる。 図６はさらに、アッパ・バイロンメンバー７４がロアー・パイロンメンバー７６ の外側に現れるようにしたパイロンの他の実施例を示す、このような構成におい て、足補綴具１４はロアー・メンバー７６の長さに沿って選択的に位置決めされ ているにもかかわらず、パイロンメンバー７４と７６の望ましい往復動を可能に するために、足補綴具１４はアッパ・メンバー７４から十分に離れていなければ ならない。 上に示されたように、図７と８はエレメント６０と６２で示される長いスプリン グエレメントの多（の代替例のいくつかを示す。上にさらに示されているように 、ここに説明された他のスプリングエレメントと他のエネルギー蓄積手段（例え ば図６の束縛手段７０）の代わりに、および／またはこれに結合して、これらの エレメントが用いられる。 図９と１０はこの発明のバイロン手段１２の他の実施例を示すものであり、ここ ではエネルギー蓄積手段は弾力性ある硬質のラバーロッドまたは空気入りの袋７ ８の形で用いられる。ロッド７８はロアー・パイロンメンバー２０の内側に収容 されている。アッパ・パイロンメンバー１８の下端は、例えば弾性を有するショ ックコード８０または同様な方策を用いることにより、ロッド７８と作動可能に 接触した状態に保たれている。図９と１０の実施例においては、ショックコード はロアーおよびアッパ・パイロンメンバーの孔８２および８４をそれぞれ通って いる。圧縮負荷がパイロンに加えられると、アッパ・メンバー１８がラバーロッ ド７８を圧縮する；負荷が除かれると、ロッド７８は元の形状に膨張してアッパ ・メンバー１８をロアー・メンバー２０に対する元の位置に伸ばす。 私の発明中で効率良く使える多くの他のエネルギー蓄積手段のうちの他の１つの 例は、凹凸が交互になるように積み重ねられてパイロンメンバーの内側にラバー ロッド７８と同じように収納した多数のベルビレ（Ｂｅｌｖｉｌｌｅ）ワッシャ （図示せず）である。積み重ねるワッシャの数は、パイロンのエネルギー蓄積・ 放出性能特性に合わせて決められ変えられる。 図１１と１２はアッパおよびロアーパイロンメンバーに対する多くの代替例の１ つの断面を示す。この実施例においては、ロアー・メンバー８６とアッパ・メン バー８８とは共に正方形断面、図１２、を持ち、前記した望ましい摺動する内面 となるようディメンジョンが決められている。 図１５と１６は私の発明の他の実施例を示し、ここでは補綴足１４はロアー・パ イロンメンバー７６と一体に形成されている。このような実施例は、例えば、登 録商標”ＦＬＥＸ−ＦＯＯＴ”で売られている補綴脚および補綴足を僅かに変更 したものである。この脚および足に加える適切な変更は、（スリーブメンバー７ ４の内面に配置された）脚の部分７６をテフロン、シルバーストーンあるいは同 様の低摩擦抵抗の物質でコーティングすることを含み、またエネルギー蓄積手段 ２４を７５で示されるような足１４に接着または取付けることを含むであろう。 図１７−１９はこの発明のさらに他の実施例を示すものであり、ここでは長いス プリングメンバー９２はアッパ・パイロンメンバー９４とロアー・パイロンメン バー９６とに、前記したものとは異なる方法で作動可能に連結されている。 アッパ・パイロンメンバー９４とスプリング９２との間の結合を考慮して、アッ パ・パイロンメンバー９４の上部にはチャネル９８が設けられている。このチャ ネル９８はスプリング９２よりも僅かに幅が広く、このチャネルの底はスプリン グが（図１７−１９に示されているように）非圧縮状態にある時にスプリングメ ンバー９２の上端に近接するように構成するのが望ましい。ねじ付きボルト１０ ０はチャネル９８の底に（接着あるいは同様な方策によって）操作可能に取付け られ、スプリングメンバー９２の上端にある孔１０２とソケットメンバー９０に ある孔１０４を通って突出している。このボルト１００は、その外側の端の付近 にだけねじ山を形成し、ナツト１０６に螺合させるようにするのが望ましい；ボ ルト１００の軸の残余部分は表面を滑らかにし、テフロンや同様な物質でコーテ ィングしておき、以下にさらに十分に説明するように、スプリングの圧縮時に摩 擦を最小にするのが望ましい。 ロアー・パイロンメンバー９６とスプリング９２との結合部は、次のように組付 けるのが望ましい。キャップメンバー１０８はロアー・パイロンメンバー９６の 下端にねじ止めされる。このキャップは一側面に開口１１０を持ち、この開口１ １０の寸法はパイロンの圧縮時に開口１１０の両側面にスプリングメンバー９２ が接触することなく撓めるように決められる。前記したチャネル９８の底と同様 に、ロアー・パイロンメンバー９６の端はこれに隣接する非圧縮状態のスプリン グ９２に適合するように形が決められる。さらにロアー・パイロンメンバー９６ の端には、下記する目的でねじ孔１１２が設けられている。 図１７−１９の実施例を組立てるために、スプリング９２の下端が開口１１０の 中へ挿入され、スプリング９２の孔１１４がパイロンメンバー９６の底面にある ねじ孔１１２とキャップメンバー１０８にある孔（図示せず）との間に位置決め される。スプリング９２が十分に深（入るように、スプリング９２の端１１８は キャップメンバー１０８の対向する環状の壁に適合する形状に作られるのが望ま しい。それからねじ付きのボルト１１６がキャップメンバー１０８にある孔（図 示せず）を通して挿入され、スプリングエレメント９２の下端にある孔１１４を 通り、さらにパイロンメンバー９６の底面にある孔１１２に螺着される。上のボ ルト１００と同様に、このボルト１１６はねじ孔１１２に入る部分だけにねじ山 を設けておくのが望ましい。ボルト１１６の残余の部分は以下に説明するように 、表面を滑らかにし、テフロンや同様な物質でコーティングしてスプリングの圧 縮時における摩擦を最小にするのが望ましい。 図１７−１９のアタッチメント構造は多くの利点を持つ。例えばスプリングエレ メント９２は、例えば図１の実施例のものよりも長く一層滑らかにカーブした構 造とすることができる。さらに、パイロンとスプリングエレメント９２とは使用 中に圧縮されるから、スプリングエレメント９２の両端はこれに付随してチャネ ル９８のカーブした底とロアー・パイロンメンバー９６のカーブした底面とから それぞれ離れる。そしてそれぞれソケット９０の底面１２０とキャップメンバー １０８の内面１２２とに接触するように移動する。この接触する領域はスプリン グ９２の圧縮が増えるのに伴って増加し、力をスプリングに伝えるレバーアーム の有効長を短くする。その結果、スプリング９２はこれに加わる力の大きさに比 例して°°硬く”　（曲げ抗力が大きく）なる。この技術分野の熟練者が理解す るように、このことは極めて望ましいエネルギー性能を生み出す。すなわちパイ ロンの初期負荷はスプリング９２によって予め蓄積されるが、過大な負荷は増大 した°硬さ゛に突き当たることになるであろう。 孔１０２と１１４の寸法は十分に太き（し、またパイロンの圧縮とこの結果とし てパイロン・スプリングエレメント９２の湾曲とが生じる時に、これらの孔とそ れぞれのボルト１００および１１６との間の接触が摩擦エネルギー損失を最小に するように構成する（例えばテフロン・コーティングをする）のが望ましい。 私の発明の補綴具により、私は装着者の体重、歩幅および身体的特徴に注意深く 適合させることができる補綴脚を提供する。これはエネルギー蓄積手段２２やパ イロンの他の部分がそれぞれ持つ物理的特性を注意深く選択しバランスさせるこ とにより達成される。 さらにこの発明の種々のコンポーネントおよび部分は種々のサイズ、厚さ、また 材質で提供され、これらはこの補綴具の微調整を装着者の要求に適合させるため の特別形状のコンポーネントで置き換えることが可能である。私の発明のパイロ ンはまた、従来技術の器具の性能を向上させるために、多くの従来技術の補綴器 具と共に使用されるかも知れない。 私の発明の補綴具は成る特別例をもって説明されているが、開示された特別なデ ザインと構造はこの発明の境界を定めるものではなく、種々の明らかな変更例は 直ちにこの技術分野の通常の熟練者たちにとって明らかになるであろう。これら 全ての変更例はこの発明の本質から外れることなくまた全ての変更と修正は、付 加したクレームの中に含まれると考えられるものである。

【図３】　［図４］ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）クレーム 平成６年３月３０Ｅ］

Claims (50)

【特許請求の範囲】
1. １．装着者へ取付け可能な上端と床面に対する下端とを持つ補綴脚において、互 いに往復動作可能に配置され操作可能に保持された第１および第２の部分を持つ パイロン手段と、前記第１および第２の部分に操作可能に組合されるエネルギー 蓄積・放出手段との結合であって、補綴具に加わる力とこれに伴うそのエネルギ ーの放出とが前記エネルギー蓄積・放出手段におけるエネルギーの蓄積と放出と を行わせまた同時に前記第１および第２の部分の相互の往復動を行わせる補綴脚 。
2. ２．前記エネルギー蓄積・放出手段が１または複数の長いスプリングエレメント を含むクレーム１の補綴脚。
3. ３．前記１または複数の長いスプリングエレメントの両端が前記第１および第２ の部分に連結されているクレーム２の補綴脚。
4. ４．前記１または複数の長いスプリングエレメントの撓み量を束縛するための束 縛手段をさらに含むクレーム２の補綴脚。
5. ５．前記パイロン手段の前記第１および第２の部分は内面で当たるスリーブメン バーとアームメンバーとを含むクレーム１の補綴脚。
6. ６．前記エネルギー蓄積・放出手段は１または複数の長いスプリングエレメント を含むクレーム５の補綴脚。
7. ７．前記１または複数の長いスプリングエレメントの両端が前記第１および第２ の部分に連結されているクレーム６の補綴脚。
8. ８．前記１または複数の長いスプリングエレメントの撓み量を束縛するための束 縛手段をさらに含むクレーム６の補綴脚。
9. ９．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部または全体が熱硬化性樹脂で作られて いるクレーム１または２またはクレーム３またはクレーム４またはクレーム５ま たはクレーム６またはクレーム７またはクレーム８の補綴脚。
10. １０．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部または全体が熱可塑性樹脂で作られ ているクレーム１または２またはクレーム３またはクレーム４またはクレーム５ またはクレーム６またはクレーム７またはクレーム８の補綴脚。
11. １１．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部が裁断したファイバーで作られてい るクレーム１またはクレーム２またはクレーム３またはクレーム４またはクレー ム５またはクレーム６またはクレーム７またはクレーム８の補綴脚。
12. １２．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部または全体が積層された薄板で作ら れているクレーム１またはクレーム２またはクレーム３またはクレーム４または クレーム５またはクレーム６またはクレーム７またはクレーム８の補綴脚。
13. １３．前記エネルギー蓄積・放出手段は一または複数の長くないスプリングメン バーを含むクレーム１またはクレーム２またはクレーム３またはクレーム４また はクレーム５またはクレーム６またはクレーム７またはクレーム８の補綴脚。
14. １４．前記補綴脚に力を加える前に前記補綴脚の上端と下端との間隔を決めるた めの調節手段を含むクレーム１またはクレーム２またはクレーム３またはクレー ム４またはクレーム５またはクレーム６またはクレーム７またはクレーム８の補 綴脚。
15. １５．補綴パイロンにおいて、装着者に前記パイロンを固定するための上部固定 手段と、前記パイロンを補綴具または他の補綴脚下部に取付けるための下部アタ ッチメント手段と、前記上部固定手段に操作可能に結合される第１のパイロン部 分と、前記下部アタッチメント手段に操作可能に結合される第２のパイロン部分 と、前記第１および第２のパイロン部分に操作可能に係合するエネルギー蓄積・ 放出手段との結合であって、補綴脚下部に加えられた負荷が前記第１および第２ のパイロン部分間で相対移動させまたこれに付随して前記エネルギー蓄積・放出 手段にエネルギーを蓄積させる補綴パイロン。
16. １６．前記エネルギー蓄積・放出手段が１または複数の長いスプリングエレメン トであるクレーム１５の補綴パイロン。
17. １７．前記１または複数の長いスプリングエレメントの両端がそれぞれ前記第１ および第２の部分に連結されているクレーム１６の補綴パイロン。
18. １８．前記１または複数の長いスプリングエレメントの撓み量を束縛するための 束縛手段をさらに含むクレーム１６の補綴脚。
19. １９．前記パイロン手段の前記第１および第２のパイロン部分はスライド可能に 内面で係合するクレーム１５の補綴パイロン。
20. ２０．前記エネルギー蓄積・放出手段は１または複数の長いスプリングエレメン トを含むクレーム１９の補綴パイロン。
21. ２１．前記１または複数の長いスプリングエレメントの両端が前記第１および第 ２の部分に連結されているクレーム２０の補綴パイロン。
22. ２２．前記１または複数の長いスプリングエレメントの撓み量を束縛するための 束縛手段をさらに含むクレーム２０の補綴パイロン。
23. ２３．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部または全体が熱硬化性樹脂で作られ ているクレーム１５またはクレーム１６またはクレーム１７またはクレーム１８ またはクレーム１９またはクレーム２０またはクレーム２１またはクレーム２２ の補綴パイロン。
24. ２４．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部または全体が熱可塑性樹脂で作られ ているクレーム１５またはクレーム１６またはクレーム１７またはクレーム１８ またはクレーム１９またはクレーム２０またはクレーム２１またはクレーム２２ の補綴パイロン。
25. ２５．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部が裁断したファイバーで作られてい るクレーム１５またはクレーム１６またはクレーム１７またはクレーム１８また はクレーム１９またはクレーム２０またはクレーム２１またはクレーム２２の補 綴パイロン。
26. ２６．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部または全体が積層された薄板で作ら れているクレーム１５またはクレーム１６またはクレーム１７またはクレーム１ ８またはクレーム１９またはクレーム２０またはクレーム２１またはクレーム２ ２の補綴パイロン。
27. ２７．前記エネルギー蓄積・放出手段は一または複数の長くないスプリングメン バーを含むクレーム１５またはクレーム１６またはクレーム１７またはクレーム １８またはクレーム１９またはクレーム２０またはクレーム２１またはクレーム ２２の補綴パイロン。
28. ２８．前記パイロンを補綴具または他の補綴脚下部に取付けるための下部アタッ チメント手段はこのアタッチメントの位置決めを選択可能にするクレーム１５ま たはクレーム１６またはクレーム１７またはクレーム１８またはクレーム１９ま たはクレーム２０またはクレーム２１またはクレーム２２の補綴パイロン。
29. ２９．補綴脚器具において、装着者の足断端に固定されるアッパ・パイロンメン バーと、前記アッパ・パイロンメンバーが往復動可能に挿入されるロアー・パイ ロンメンバーと、前記アッパ・パイロンメンバーと前記ロアー・パイロンメンバ ーとに操作可能に係合するエネルギー蓄積・放出手段との結合である補綴脚器具 。
30. ３０．前記第１および第２のパイロンメンバーは管状の構造を持つクレーム２９ の補綴脚器具。
31. ３１．前記エネルギー蓄積・放出手段は１または複数の長いスプリングエレメン トを含むクレーム２９の補綴脚器具。
32. ３２．前記第１および第２のパイロンメンバーは管状の構造を持つクレーム３１ の補綴脚器具。
33. ３３．前記１または複数の長いスプリングエレメントの撓み量を束縛するための 束縛手段をさらに含むクレーム３１の補綴脚器具。
34. ３４．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部または全体が熱硬化性樹脂で作られ ているクレーム２９またはクレーム３０またはクレーム３１または３２またはク レーム３３の補綴脚器具。
35. ３５．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部または全体が熱可塑性樹脂で作られ ているクレーム２９またはクレーム３０またはクレーム３１またはクレーム３２ またはクレーム３３の補綴脚器具。
36. ３６．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部が裁断したファイバーで作られてい るクレーム２９またはクレーム３０またはクレーム３１またはクレーム３２また はクレーム３３の補綴脚器具。
37. ３７．前記エネルギー蓄積・放出手段は一部または全体が積層された薄板で作ら れているクレーム２９またはクレーム３０またはクレーム３１またはクレーム３ ２またはクレーム３３の補綴脚器具。
38. ３８．前記エネルギー蓄積・放出手段は一または複数の長くないスプリングメン バーを含むクレーム２９またはクレーム３０またはクレーム３１またはクレーム ３２またはクレーム３３の補綴脚器具。
39. ３９．補綴脚パイロンにおいて、互いに係合し相対的に往復動可能なアッパおよ びロアー・パイロンメンバーと、前記アッパおよびロアー・パイロンメンバー間 に連結または取付けられ前記ロアー・メンバーを前記アッパ・メンバーに対して 伸びた位置に保持するエネルギー蓄積手段とを備え、接地圧力が前記ロアー・メ ンバーに加わる時に、前記ロアー・メンバーが前記アッパ・メンバーに対して相 対的に往復動して前記蓄積手段を圧縮しエネルギー蓄積モードにし、また前記力 が除かれた時には、前記蓄積手段は前記ロアー・メンバーをその伸びた位置に戻 す補綴脚パイロン。
40. ４０．前記アッパ・パイロンメンバーは操作可能に設けられた足欠損者に固定す る手段を持ち、前記ロアー・パイロンメンバーは操作可能に設けられた接地手段 を持つクレーム３９の補綴脚パイロン。
41. ４１．前記接地手段と前記ロアー・パイロンメンバーとの前記操作可能な結合は 結合位置が選択可能な結合であるクレーム４０の補綴脚パイロン。
42. ４２．エネルギー蓄積手段は１または複数の長くないスプリングメンバーを含む クレーム３９の補綴脚パイロン。
43. ４３．前記エネルギー蓄積・放出手段が１または複数の長いスプリングエレメン トを含むクレーム３９の補綴脚パイロン。
44. ４４．前記１または複数の長いスプリングエレメントの両端が前記アッパおよび ロアー・パイロンメンバーに操作可能に連結されているクレーム４３の補綴脚パ イロン。
45. ４５．前記１または複数の長いスプリングエレメントの撓み量を束縛するための 束縛手段をさらに含むクレーム４３の補綴脚器具。
46. ４６．前記アッパおよびロアー・パイロンメンバーは内面で当たるスリーブメン バーとアームメンバーとを含むクレーム４３の補綴脚パイロン。
47. ４７．前記エネルギー蓄積手段は一部または全体が熱硬化性樹脂で作られている クレーム４３の補綴脚パイロン。
48. ４８．前記エネルギー蓄積手段は一部または全体が熱可塑性樹脂で作られている クレーム４３の補綴脚パイロン。
49. ４９．前記エネルギー蓄積手段は一部が裁断したファイバーで作られているクレ ーム４３の補綴脚パイロン。
50. ５０．前記エネルギー蓄積手段は一部または全体が積層された薄板で作られてい るクレーム４３の補綴脚パイロン。