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