JPH0838532A - 空気パッドおよび連結ポンプを有する整形外科用装具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用者の身体に対する装具の密着度を任意に
調節できるヒンジ式の整形整形外科用装具を提供する。 【構成】 ヒンジ式の整形整形外科用膝装具２８は、１
つまたはそれ以上のヒンジ１６、２２に動的に接続され
た複数の剛性または硬質のアーム１２、１８、１４、２
０により作られた構造フレームを有している。複数の空
気パッド４０、４２、４４、４６は効果的に使用者の生
体をつかみ一斉にフレームから身体を譲るためにフレー
ムの内面に取り付けられている。各パッドは、使用者が
身体に対する装具の密着度を強めたいと望めばいつで
も、使用者が即座にパッドを膨らませたり縮ませたり任
意に選択できるポンプ５２に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、整形外科用装具に関
し、特に空気パッドと、使用者の身体に装具を調整可能
にぴったり合せるために装具に装着可能な連結ポンプと
を有する整形外科用装具に関する。

【０００２】

【従来の技術】ヒンジ式整形外科用装具は、通常、骨関
節が損傷又は他の疾患により弱くなった場合に使用者の
骨関節を安定させるのに用いられる。装具は一般的には
構造フレームを有し、この構造フレームは使用者の行動
中に関節を支持すべく１又はそれ以上のヒンジによって
力学的に連接された剛性又は硬質の支持要素によって形
成される。フレームはヒンジが関節を横切って安定させ
るべく使用者の身体に装着され、一方、支持要素は柔軟
なストラップのシステムによって身体に固定される。

【０００３】固体の弾性パッド又は液体充填空気パッド
はフレームの内側に装着されてフレームから使用者の身
体を保護し、使用者の身体に対してフレームの安定した
支持ベースを提供する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そのようなパッドにも
かかわらず、使用者は、ぴったり密着した装具の装着中
に痛い集中負荷による痛みの不安をたびたび経験してい
るが、これは日常の又はリハビリによる身体の運動中に
装具が身体に与える大きな力のためである。この不安に
は、パッドの不適当な寸法や形態に関連する不適当な圧
迫の特徴があるとされる。公知のパッドは一般には装具
の構造と身体の輪郭に合せて形成されていない。更に公
知のパッドは、日常の又はリハビリによる身体の運動中
に、膨張又は収縮のごとき、身体組織が経験する一瞬の
変化に容易に適応できない。

【０００５】ひざがしら（patella）に合せて形成され
た弾性又は空気パッドは柔軟な又は“ソフト”なひざの
装具に用いられてきた。米国特許第4,201,203号及び同
第4,777,946号は弾性ひざがしらパッドを有するソフト
なひざの装具を開示している。米国特許第4,378,009号
及び同第4,938,207号は膨らませることができる空気ひ
ざがしらパッドを有するソフトなひざの装具を開示して
いる。しかしながら身体に十分に適合させた空気パッド
は、剛性又は硬質のフレームを有するヒンジ式整形外科
用装具には用いられていなかった。米国特許第5,125,40
0号は使用者のくるぶしと装具の剛性支持要素との間に
配置された膨らませることができる空気パッドを有する
整形外科用装具を開示している。米国特許第5,107,823
号は腿と剛性保護シェル（shell）との間に配置された
膨らませることができる空気パッドを有する腿ガード
（guard）を開示している。しかしながら、両例共にパ
ッドは対応する身体の形状に合せることを意図しては形
成されていない。

【０００６】いくつかのヒンジ式整形外科用装具は、特
に身体のひざ又はひじ関節に装具の固定フレームをぴっ
たり密着させる一方、同時に固定フレームから身体を保
護するという問題に注意を向けてきた。仏特許公開公報
FR2627-381-Aは、ひざ又はひじの骨頭（condyles）に接
するように、装具のフレームに配置された１対の盤状液
体充填パッドを有する装具を開示している。米国特許第
3,581,741号は、装具の剛性フレームとひざの内側半月
（meniscus）との間に配置されたドーナツ状固形フェル
ト又はゴムパッドを有する装具を開示している。まだそ
の技術は、剛性又は硬質のフレームを有するヒンジ式整
形外科用装具を用いて使用者の身体の外形に実質的に合
せて形成された空気パッドを開示していない。

【０００７】依って、この発明の目的の一つは、高い安
定支持度と高い使用者の気持良さとを伴って使用者の身
体に固着され得る剛性又は硬質の構造フレームを有する
整形外科用装具を提供することにある。この発明のもう
１つの目的は、身体の外形に力学的に適合させ、かつ強
く挟持する一方、フレームの剛性又は硬質の支持要素か
ら身体の外形を十分保護することにより、フレームを使
用者の身体に対して気持よく安定させる、整形外科用装
具のフレームに装着可能な軽量の空気パッドを提供する
ことにある。

【０００８】この発明の更にもう１つの目的は、所望に
よりパッドの選択的な膨張を容易にし、それによって使
用者の気持良さと身体に対するフレームの安定性を高め
るべくパッドに連結されたポンプを提供することにあ
る。この発明の他の目的の１つは、大多数の使用者の身
体の外形にぴったり合せるのに適合し得る規格品（off-
the-shelf）の整形外科用装具を提供することにある。

【０００９】この発明の他のもう１つの目的は、特定の
使用者個人の変形した身体の外形に予め成形できる注文
による整形外科用装具を提供することにある。この発明
の更に他のもう１つの目的は、使用者により異なる動作
の要求に即座に適合し得る嵌合部（fit）を有する整形
外科用装具を提供することにある。この発明の更に他の
もう１つの目的は、局部の組織の膨張又は収縮のごとく
身体の一時の状態に即座に適合し得る嵌合部を有する整
形外科用装具を提供することにある。

【００１０】１つの態様によれば、この発明は構造フレ
ームと、このフレームに係合する少なくとも１つの空気
パッドと、空気パッドに流体的に連通したポンプとを有
するヒンジ式整形外科用装具である。そのフレームは、
複数の剛性の又は硬質の支持要素と、その支持要素に力
学的に結合するヒンジとからなる。空気パッドはフレク
シブルなスキン（skin）から形成され、若干の流体を閉
じ込めるために容器状に形成された流体収納袋（fluid-
containing bladder）からなる。

【００１１】空気パッドは、フレームが使用者の身体に
装着されたときに安全で気持がよい装具のための支持を
提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、使用
者の関節において身体に配置可能な整形外科用装具であ
って、使用者の関節の上方で身体の近位に配置可能な内
面を有する、実質的に剛性または硬質の上部支持要素
と、使用者の関節の下方で身体の近位に配置可能な内面
を有する、実質的に剛性または硬質の下部支持要素と、
前記上部及び下部支持要素に回動可能に接続されたヒン
ジと、内側開口部を実質的に取り囲むループを形成する
空気袋を有し、前記内側開口部は前記ループから任意に
中心をずらせて形成され、前記上部及び下部支持要素の
前記内面に係合し使用者の関節の上方または下方に配置
されるパッドと、前記空気袋に流体を付加し、前記空気
袋に流体的に連通する流体付加手段とを備えてなる整形
外科用装具が提供される。

【００１３】

【作用】装具がもたらす空気パッドの支持の程度は、空
気袋に対する選択的な流体の付加又は空気袋からの選択
的な流体の排気（又は放出、release）によって調整可
能である。依って空気袋はそのような選択的な流体の付
加及び排気のための手段を具備している。その手段は空
気袋と流体的に連通する、１又はそれ以上のバルブ及び
／又は１又はそれ以上のポンプを含む。選択的な流体の
付加及び排気手段はこの発明の好ましい態様によれば１
対の流体ポートである。１つのポートは、空気袋に選択
的な流体の付加を可能にするポンプと流体的に連通する
空気袋の入口を備える流体付加ポートである。

【００１４】他のポートは、空気袋から流体を選択的な
排気を可能にする外部環境に流体的に連通する空気袋の
出口を備える流体排気ポートである。ポンプは、空気袋
と流体的に連通し、流体をその中に噴射するための実質
的に流体駆動手段であればよい。好ましいポンプは周囲
の空気を外部環境から空気袋に導入するための手動で作
動する機構である。そのようなポンプは空気で膨らませ
ることができるポンプ室を閉塞する可撓性の膨らみ（bu
lb）を含む。

【００１５】この膨らみは良好な記憶特性を示す圧縮可
能なエラストマー材料から形成される。膨らみはポンプ
室と周囲の空気の外部環境との間に流体的な連通を選択
的に提供するポンプ入口を備えている。膨らみはまたポ
ンプ室と空気袋入口との間の流体的な連通を選択的に提
供するポンプ出口を備えている。一方（向）噴射バルブ
は、室と空気袋との間の空気袋方向のみの空気の流れを
許容すべくポンプ室の下流に備えられている。排気バル
ブはまた空気袋出口に備えられ、使用者の希望により空
気袋から外部環境へ加圧空気の選択的排気を可能にす
る。

【００１６】使用者の身体の適所にある装具で、空気パ
ッドの厚み又はその中の対応空気圧力が使用者の身体の
特定の形状に装具の構造フレームをぴったりフィットす
るようにパッドの空気袋を膨らませるか、へこませるこ
とによって規則的に調整可能である。空気パッドは異な
る使用者の動作又は使用者の身体の変化する状態にフレ
ームの嵌合を即座に対応させることを可能にする。

【００１７】かくして、例えば、膨張が使用者により行
なわれると、空気袋はそこから流体の排気によって平ら
にしてパッドの厚さ又は空気圧力を減少させ、それによ
って使用者の身体上の装具の圧力を減少させて使用者の
気持良さを高める。反対にもし装具の望ましくない動き
が使用者の身体に関して体験されると、使用者は流体の
付加によって空気袋を膨らせ、パッドの厚さ又は空気圧
力を増加することができ、それによって使用者の身体上
の装具の圧力を増加し、かつ身体にフレームの密な嵌合
を与える。

【００１８】空気袋への流体の付加は、排気バルブを流
体排気ポートが閉塞状態に維持している間、流入モード
と排気モードを介してポンプを周期運動させることによ
って効果的にする。流入モードの間、膨らみは噴射バル
ブを流体付加ポートが閉塞状態に維持している間、弾性
膨張によって膨らませられる。膨らみは外部環境からポ
ンプ室へポンプ入口を介して大気圧下の空気を吸引す
る。排気モード中、ポンプ入口は閉じられ膨らみは圧縮
によってへこまされる。へこみは空気を噴射バルブに対
して昇圧バルブを開放させる。空気は結局ポンプ室から
空気袋へポンプ出口と空気袋入口を介して流れる。流体
の排気は排気バルブを流体−排気ポートで開放すること
によってのみ効果的にし、それによって空気袋の加圧空
気をより低い周囲圧力で空気袋出口を介して外部環境へ
の流入を許容する。

【００１９】上述のポンプ及び空気袋の入・出口の変形
構成は、適宜ポートを変更すると共に空気袋及びポンプ
の構成を変えることによってこの発明の範囲内に可能で
あるということは、当業者にとってはちゅうちょなく明
らかである。例えば、空気袋のための選択的付加及び排
気手段は、別々の流体付加及び流体排出ポート内よりも
むしろただ単一のポート内に一体に含ませられる。単一
ポートは、変形例としては、ポートに備えられたバルブ
の選択的な設定により空気袋入口又は空気袋出口として
役立ち、そのポートは空気袋への流体付加及び空気袋か
らの流体排出を変形して可能にする。

【００２０】当業者の技術の範囲内の適切な変形を提供
することにより、ポンプ出口は、ポンプ入口と連動して
本件の形状を可能にすべく空気袋出口として選択的に機
能し得る。この発明の好ましい態様は、使用者の関節に
おいて身体に配置可能な整形外科用装具であって、使用
者の関節の上方で身体の近位に配置可能な内面を有す
る、実質的に剛性または硬質の上部支持要素と、使用者
の関節の下方で身体の近位に配置可能な内面を有する、
実質的に剛性または硬質の下部支持要素と、前記上部及
び下部支持要素に回動可能に接続されたヒンジと、空気
袋を有し、前記上部及び下部支持要素の前記内面に係合
し使用者の関節の上方または下方に配置されるパッド
と、前記空気袋に流体を付加するために前記空気袋に流
体的に連通するポンプとを備えてなる整形外科用装具か
らなる。

【００２１】この発明のもう１つの態様では、使用者の
関節において身体に配置可能な整形外科用装具であっ
て、使用者の関節の上方で身体の近位に配置可能な内面
を有する、実質的に剛性または硬質の上部支持要素と、
使用者の関節の下方で身体の近位に配置可能な内面を有
する、実質的に剛性または硬質の下部支持要素と、使用
者の関節において身体の近位に配置可能な内面を有す
る、実質的に剛性または硬質の上部及び下部支持要素に
回動可能に接続されるヒンジと、空気袋を有し、前記ヒ
ンジの前記内面に係合して使用者の関節において身体に
配置可能なパッドと、前記空気袋に流体を付加するため
に構成され、空気袋に流体的に連通するポンプとを備え
てなる整形外科用装具が提供される。

【００２２】ヒンジ式整形外科用装具の上述の態様及び
その変形構成は、ひざ関節を動作を制限することによっ
て安定させるべく使用者の脚に装着可能なヒンジ式整形
外科用ひざ装具に特に適用可能である。この整形外科用
ひざ装具は、ヒンジと、複数の実質的に剛性又は硬質の
上部及び下部支持要素とから作られた構造フレームを具
備する。この上部支持要素はひざ関節上の上部脚に係合
可能であり、下部支持要素はひざ関節下の下部脚に係合
可能である。

【００２３】ヒンジはひざ関節に配置可能であり、回転
可能に上部・下部支持要素を結合してひざ関節の屈曲及
び伸張に対応してヒンジの回動範囲を設定することによ
って許容されるだけヒンジの回りに回動させる。この発
明の整形外科用ひざ装具は、さらに空気ひざ骨頭パッド
と、複数の空気上・下部支持パッドと、膨張させる骨頭
及び支持パッドに流体的に連通して流体の付加に適合さ
せた手段とからなる。

【００２４】そのような手段は、後述するごとく、１又
はそれ以上のバルブ及び／又は１又はそれ以上のポンプ
を含む。ひざ骨頭パッドは、使用者のひざに対して装具
の安定した支持のベースを備えつつ、ヒンジの内面に装
着される。ひざ骨頭パッドはまたフレームのヒンジ又は
他の最も近い支持要素から外側又は内側のひざ骨頭を保
護し、装具が使用者の脚に装着されるとき、ひざ骨頭ニ
対する集中荷重を少なくする。上部及び下部支持パッド
は上部及び下部支持要素の内面にそれぞれ装着され、そ
れが使用者の上部脚及び下部脚に対して装具のための支
持のベースを強くする。

【００２５】支持パッドはまたフレームの上部支持要素
から上部及び下部脚のクッションをそれぞれ支え、かつ
装具が使用者の脚に装着されるとき上部及び下部脚に対
する集中負荷を少なくする。別々のポンプは各パッドの
空気袋入口に直接装着されるか、又は各パッドにそれぞ
れ専用ポンプをパッドの選択的な調整のために供給しな
がらそれらと一体成形できる。変形としては、１又はそ
れ以上のポンプのそれぞれがバルブとチューブのネット
ワーク手段によって複数のパッドと選択的に流体的に連
通し、それによって単一のポンプを備えた複数のパッド
の選択的な調整を可能とする。さらに別の実施態様によ
れば本発明の整形外科用膝装具は、使用者の脚部に配置
可能な整形外科用膝装具であって、膝骨頭に圧力を付与
するよう使用者の脚部における骨頭に対向して配置可能
なヒンジ板と、内側開口部を実質的に取り囲み閉曲線か
らなるループを形成し、遠位部とこの遠位部に対して径
方向に対向する近位部とを有し、遠位部の平面幅は近位
部の平面幅より実質的に小さく、さらに、前記ヒンジ板
と膝骨頭との間に配置可能であり、前記ループは膝骨頭
と実質的に境界を接する大きさを有し、前記内側開口部
は膝骨頭の骨突起を受け入れる大きさを有し、それによ
って前記ヒンジ板から骨突起に加わる圧力を緩和する流
体収容用の１次空気袋とを備えてなる整形外科用膝装具
を備えている。

【００２６】もう一つの実施態様によれば本発明は、ポ
ンプ及びそのポンプと流体的に連通しており、かつ上記
に記述した整形外科用膝装具の構造フレームに取りつけ
可能な、特別な配置をもつ空気膝骨頭パッドを備えた空
気パッドアセンブリーである。その空気膝骨頭パッド
は、流体を含む空気袋でありヒンジの内側の面と及び外
側又は内側膝骨頭の上にかぶさる身体の表面とにうまく
適合するように配置される。従ってこの空気袋は内部開
口部をもつループ配置をもつ。この空気袋はそれが骨頭
の周辺を取り囲むよう大きさが決められ、骨頭の尖端を
受けとめるため、その内部開口部が、その空気袋に対し
て押し込められる。内部開口部は、空隙部とループ状配
置の空気袋よりも相当に小さい体積をもつ、平面状材料
からなる連続シートあるいは、２次空気袋を含むいくつ
かの代替配置をもつ。

【００２７】好ましい実施態様によれば、本発明は、整
形外科用膝装具における実質的に剛性または硬質のフレ
ームに配置可能であり、フレームが使用者の脚部に装着
されたとき、膝骨頭に接してフレームを支持する空気パ
ッドであって、内側開口部を実質的に取り囲むループを
有し、前記フレームと膝骨頭との間に配置可能であり、
前記ループは膝骨頭と実質的に境界を接する大きさを有
し、前記内側開口部は膝骨頭の骨突起を受け入れる大き
さを有し、それにより前記フレームにより骨突起に加わ
る圧力を緩和する空気袋と、流体ポンプと、この流体ポ
ンプと前記空気袋との間に連通する流体を供給するため
にポンプと空気袋とを接続するポートと、前記空気袋か
ら前記ポンプの間を選択的に開閉するために空気袋と流
体ポンプとの間に配置された噴射バルブとを備えてなる
空気パッド組立体を提供する。

【００２８】さらに別の実施態様によれば、この空気袋
は、実質的に内部開口部を取り囲むループを形成し該内
部開口部は該ループから任意に中心が離れている。この
「任意に中心が離れている」という語は該ループの内部
開口部が、中心が離れている本発明の整形外科用装具及
び該ループの内部が中心に置かれている本発明の整形外
科用装具を含むものと意図される。

【００２９】ループ状空気袋は、閉曲線であり、内部開
口部が実質的に空気袋の中心に置かれているか、又は空
気袋の遠位の部分に向かって中心から離して置かれてい
る。また、その代わりとしてループ状空気袋は部分的に
開いた曲線であり、内部開口部に加えて、内部開口部と
連続した空気袋の遠位部分に置かれた周辺開口部をも
つ。

【００３０】この空気袋の部分的に開いた曲線又は中心
から離れた閉曲線配置により、その空気袋の遠位の部分
は、その近位の部分に比べて少ない体積と少ない表面積
をもつ。従ってこの空気袋の遠位の部分は、外側膝骨頭
に対して近位の腓骨神経および腓側頭（fibular head）
への過剰な圧力およびそれに伴う痛みを回避し、一方で
効果的に膝骨頭を把持し、同時にそのフレームから、膝
骨頭をやわらかく支える。

【００３１】また、もう一つの別の実施態様によれば、
本発明は、ポンプ及びそのポンプと流体的に連通してお
りかつ上記に記述した整形外科用膝装具の構造フレーム
に取りつけ可能な特別な配置をもつ上部又は下部空気支
持パッドからなる空気パッドアセンブリーである。上部
又は下部空気支持パッドは、フレームの上部又は下部の
支持要素の少なくとも一部分の内側面及び上部又は下部
の脚の表面の一部分にそれぞれうまくはまるように配置
された流体を含む空気袋である。従って、この空気袋
は、その中に形成された直角の湾曲部を有する延伸した
配置をもつ。この空気袋はまた、この空気袋の長手方向
の軸と整合するように形成された内部縫目をもつ。

【００３２】さらに別の実施態様によれば本発明は、整
形外科用膝装具における実質的に剛性または硬質のフレ
ームに配置可能であり、フレームが使用者の脚部に装着
されたとき、膝骨頭に接してフレームを支持する空気パ
ッドであって、長手軸を有する延出した形状部とそこか
ら略直角に湾曲する湾曲部とを有し、前記フレームと上
部または下部の脚部との間に配置可能であり、前記フレ
ームによって上部または下部の脚部に加えられた圧力を
緩和する空気袋と、流体ポンプと、この流体ポンプと前
記空気袋との間に連通する流体を供給するためにポンプ
と空気袋とを接続するポートと、前記空気袋から前記ポ
ンプの間を選択的に開閉するために空気袋と流体ポンプ
との間に配置された噴射バルブとを備えてなる空気パッ
ド組立体を提供する。

【００３３】骨頭と支持パッドの構成は、実質的に同じ
であり、弾性的に変形可能な薄皮でできた第１のシート
が、薄皮でできた第２のシートに帯重なっている。それ
らの２つのシートは少なくとも１つの縫目により周辺部
で一緒に合わされ、それらの縫目は空気袋の面輪郭を規
定し、外界から、空気袋の中部を密封する。その空気袋
は薄皮を通る上記のような１つか２つの選択的に密封可
能なポートをそなえており、そのポートは、空気袋に流
体を噴射するため空気袋とポンプの間の選択的流体連通
を可能にし、空気袋から流体を排気するために、空気袋
と、外界の間の選択的流体連通を可能にする。

【００３４】このパッドはさらに１つのシートの外側に
貼り付けられたしなやかな表面部と、もう１つのシート
の外側に貼付けられたしなやかな背面部を設けてあって
もよい。この表面部は使用者の身体と係合する軟らかで
吸収性の表面を備えており、この背面部は空気袋とフレ
ームの支持要素の間のクッションをふやす。この背面部
は、従来型の織物留め鉤とループファスナー継ぎ手から
なる留め鉤要素又はループ要素から形成されていること
が望ましい。そして織物継ぎ手の残った要素はヒンジの
内側面に置かれて、パッドの装具フレームに対する取り
はずし可能な取りつけを容易にする。

【００３５】好ましいポンプは可撓性材料を所期のふく
らみの形に塑造することによって、もしくは、所期のふ
くらみの形を形成するため上記の様にして弾性的に変形
可能な薄膜からできた２枚のシートを合わせることによ
って構成されるふくらみをもつ。このふくらみは空気袋
と同じ広がりをもつよう一体をなして構成されていても
よいし、それから離れた所に、それらの間に実質的に永
久的な封印接続を提供する筒状ポートの手段によって空
気袋と一体をなして接続されるように構成されていても
よい。

【００３６】本発明はその構造と動作を添付の図面によ
り添付の説明とともにさらに理解される。その際、同様
の参照符号は同様の部分を示すものとする。

【００３７】

【実施例】まず図１については、整形外科用膝装具が例
示により示されている。本発明は一般に、身体の多数の
関節に取り付け可能な整形外科用装具に適用されると理
解され、その装具は、剛性又は硬質要素からなるヒンジ
構造フレームをもつ、ここで「剛性」という語は実質的
に不撓な要素を指し示す。また「硬質」という語は、剛
性要素よりもいくらか可撓な要素を指し、剛性要素と同
様に十分硬く、使用者の身体にあてがわれた時に屈曲に
有意に抵抗できるものである。どちらの場合にも剛性及
び硬質要素は、身体に直接あてがわれた時、長期の活動
の期間において、使用者に不快感を与え得るものであ
る。

【００３８】ここに示す整形外科用膝装具は一般的に１
０で示される構造フレームをもつ。ここに例示するフレ
ーム１０は剛性のあるいは硬質の支持要素を複数もつ、
従来のデザインである。そこには内側の上アーム及び下
アーム（１２）（１４）と、内側のヒンジ板（１６）と
外側の上アーム及び下アーム（１８）（２０）と外側の
ヒンジ板（２２）と上脚帯（２４）と下脚帯（２６）を
備える。上脚帯と下脚帯（２４）（２６）は曲がった形
をもち凹状の内面を構成する。また一方、内側及び外側
ヒンジ板（１６）（２２）、内側上アーム、下アーム
（１２）（１４）及び外側上アーム及び下アーム（１
８）（２０）は一般的によりまっすぐであり、相対的に
平らな内面を構成する上脚帯（２４）及び下脚帯（２
６）はそれぞれ上アーム（１２）（１８）及び下アーム
（１４）（２０）に実質的に垂直に整合される。

【００３９】実際には上方支持要素（１２）（１８）
（２４）は例えばプラスチックや金属や複合材のような
高強度の材料から一体の構造として形成することができ
る。下方支持要素（１４）（２０）（２６）は同様に、
同類の材料から一体構造として形成できる。ヒンジ板
（１６）（２２）は一般的に回転ヒンジ機構の外部ハウ
ジングのように、回転ヒンジ機構と一体となった又は近
位のフレーム（１０）の剛性又は硬質部分として規定さ
れる。

【００４０】ヒンジ機構に近位のアーム（１２）（１
４）（１８）（２０）の部分あるいはそのヒンジ機構と
一体となって動作する他の近位要素も、ここで規定する
「ヒンジ板」という用語に含まれてもよい。ヒンジ機構
（ヒンジ板（１６）、（２２）によって視野からかくさ
れている）は、典型的に従来型の剛性枢軸部材でありた
とえば、ピンやリベットであってフレーム（１０）の上
方及び下方の支持要素を回転可能に係合するものであ
る。ここで用いる「ヒンジ」という語は、ヒンジ板とヒ
ンジ機構を含む上方及び下方支持要素の交差部と近位の
アセンブリー全体を備えるものとする。

【００４１】図２に関して、上記の構造フレーム（１
０）をもつ本発明の整形外科用膝装具は一般に（２８）
で示される。膝装具（２８）は使用者の左脚（３０）に
動作可能にあてがわれ、フレーム（１０）の支持要素は
複数の接触点で脚（３０）と係合する。特に脚（３０）
に対する装具（２８）の支持は、内側及び外側上アーム
（１２）（１８）及び上方脚帯（２４）の内面と、上脚
（３２）との係合および、内側及び外側下脚（１２）
（１８）及び下方脚帯（２４）（図２では視野からかく
されている）の内面と下脚（３４）との係合によってな
される脚（３０）に対する装具（２８）の支持は、さら
に、内側ヒンジ板（１６）の内面と、内側膝骨頭（３
６）の係合及び外側ヒンジ板（２２）と外側膝骨頭（３
８）の係合によってなされる。

【００４２】フレーム支持部分と脚（３０）をうまく係
合させることを容易にし、同時に使用者の快適感を推進
するため、整形外科用膝装具（２８）は脚（３０）との
圧縮接触点においてフレーム（１０）の内面に取り外し
可能に取り付けられた複数の空気パッドをそなえる。特
に内側上方支持パッド（４０）は内側上アーム（１２）
と上方脚帯（２４）の内面に取り付けられる。外側上方
支持パッド（４２）は実質的に内側上方支持パッド（４
０）の鏡像であり、外側上方アーム（１８）と上方脚帯
（２４）の内面に取り付けられる。示されているように
フレーム（１０）が上方脚（３２）と係合する時、上方
脚（３２）とフレーム（１０）の間に上方支持パッド
（４０）（４２）が圧縮されて介在する。内側及び外側
下方支持パッド（４４）（４６）は実質的に上方支持パ
ッド（４０）（４２）と同類であるが、それぞれ内側及
び外側下方アーム（１４）（２０）及び下方脚帯（２
１）の内面にとりつけられ、フレーム（１０）が、下方
脚（３４）と係合するとき下脚（３４）とフレーム（１
０）の間に圧縮されて介在する。

【００４３】装具（２８）はさらに、内側及び外側の空
気膝骨頭パッド（４８）（５０）を備える。内側膝骨頭
パッド（４８）は内側ヒンジ板（１６）の内面に取り付
けられ、板（１６）が内側膝骨頭（３６）と係合すると
き内側膝骨頭（３６）と内側ヒンジ板（１６）の間に圧
縮されて介在する。外側膝骨頭パッド（５０）は実質的
に内側膝骨頭パッド（４８）の鏡像であり、外側ヒンジ
板（２２）の内面に取り付けられ、板（２２）が外側膝
骨頭（３８）と係合するとき外側膝骨頭（３８）と外側
ヒンジ板（２２）の間に圧縮されて介在する。

【００４４】各空気パッド（４０）（４２）（４４）
（４６）（４８）（５０）はそれと連携するポンプ（５
２）をもつことが示してある。さらにくわしくは、本実
施態様において、各空気パッド（４０）（４２）（４
４）（４６）（４８）（５０）はそれと一体的に接続し
たポンプ（５２）をもち、ポンプ（５２）と各空気パッ
ドの間に実質的に安定した封印した流体通路を提供す
る。

【００４５】各ポンプ（５２）は、以下に記述するよう
に実質的に同じ配置と同じ構成をもつ。図２には示され
ていないが、装具（２８）はアーム（１２）（１４）
（１８）（２０）と係合し、脚（３０）のまわりを包む
複数の調節可能なしなやかなストラップを備えている。
ストラップの配置と位置は従来のものであり、当業者に
よく知られている。

【００４６】これらのストラップはフレーム（１０）と
脚（３０）の間の接触点において圧縮力を増大させるこ
とによりフレーム（１０）を脚（３０）に固定する。本
整形外科用膝装具（２８）は左脚（３０）にあてがわれ
た形で記述されていることがさらに注意される。しかし
ながらこの整形外科用膝装具（２８）は右脚にあてがう
ためにも、容易に本発明の範囲内で適用可能であること
が当業者にとって理解される。

【００４７】望ましい膝骨頭パッド（８８）と（５０）
の配置と構成が図面３〜７を参照して以下に記述され
る。まず図３と４に関して、外側膝骨頭パッド（５０）
の最初の実施態様が示されており、それは１次縫目（５
６）と２次縫目（５８）でそれぞれ規定される外部周辺
部及び内部周辺部をもつ、流体を内含する閉曲面の１次
空気袋をもつことがしめされている。１次縫目（５６）
は卵形の閉曲線経路にそって１次空気袋を連続的にとり
囲み、それによって１次空気袋（５４）の外部周辺部の
全体を規定する。２次縫目（５８）は同じく連続的な、
幾分卵形の閉曲線経路をたどり、そして、１次縫目（５
６）に取り囲まれている。しかしながら、２次縫目（５
８）の中心は１次縫目（５６）から離れている。２次縫
目（５８）は１次空気袋（５４）の内部周辺部を規定
し、そして実質的に１次空気袋（５４）によって取り囲
まれた低圧部であるところの内部開口部の外部周辺部を
も規定する。内部開口部は以下に記述するいくつかの代
替配置をもつ、しかし全ての場合において内部開口部
は、外側膝骨頭パッド（５０）が使用者の身体に対し圧
縮されていない時、１次空気袋（５４）より実質的に高
さや厚さが少ないということによって特徴づけられる。

【００４８】第１及び２次縫目（５６）（５８）は１次
空気袋（５４）の内部の中に含まれる選択流体を、外界
から効果的に封印するため流体的に気密になっている。
１次空気袋（５４）の中に含まれる流体は環境温度にお
いて気体であるもの（例えば空気）であることが望まし
い。その流体によって、圧縮されていない１次空気袋
（５４）が実質的に不規則なドーナツ形（toroid）形を
保持することを可能にする。１次空気袋（５４）の配置
が「不規則なドーナツ形」と名付けられているのは、２
次縫目（５８）が中心から離れた位置にあるため、１次
縫目（５４）の全体の回転について、その半径方向の断
面が一様でないためである。

【００４９】中に一方通行の噴射バルブをもつ筒状流体
付加ポート（６０）が設けられており、その一端が１次
空気袋（５４）を通って延びており詳しくはその一端が
１次縫目（５６）を通って延びておりそれにより実質的
に永久に封印的に係合して、空気袋入口（６４）を形成
している。その筒状網供給源上流体付加ポート（６０）
のもう片方の一端は、実質的に永久に封印的にポンプ
（５２）を係合しポンプ出口（６６）を形成している。

【００５０】その流体付加ポート（６０）は１次空気袋
（５４）とポンプ（５２）の内部の選択的流体連通を可
能にする。従って、噴射バルブ（６２）が閉じられた
時、実質的に１次空気袋（５４）とポンプ（５２）の間
には流体連通がない。噴射バウブ（６２）が開かれると
１次空気袋（５４）とポンプ（５２）の間の流体連通が
存在し、所期の通り、１次空気袋（５４）の体積を増大
させるため１次空気袋（５４）への流体の付加を可能に
する。

【００５１】又、中に排気バルブ（７０）をもつ筒状網
供給源上流体排気ポート（６８）も設けられており、そ
の一端が１次縫目（５６）を通って延びておりそれによ
って実質的に永久に封印的に係合している。また、その
筒状流体排気ポート（６８）のもう片方の一端は、外界
へ開口しており、選択的に開口可能な空気袋出口（７
２）を形成している。

【００５２】その流体排気ポート（６８）により、１次
空気袋（５４）の内部と、外界との選択的流体連通が可
能になる。従って、排気バルブ（７０）が閉じられた時
１次空気袋（５４）と外界の間に流体連通は実質的に存
在しない。排気バルブ（７０）が開かれると、所期の通
り流体が１次空気袋（５４）から排気されて１次空気袋
（５４）の体積が増大する。

【００５３】当業者によって吟味可能であることだが、
装具（２８）の脚（３０）に対するフィットネスを高め
るため又は、パッド（５０）のクッション効果を高める
ため、１次空気袋（５４）の体積又は圧力が変化させら
れる。その噴射バルブ（６２）は、実質的に流体付加ポ
ート（６０）を通じて１次空気袋（５４）の内へ（外へ
ではなく）流体の流れを可能にするように配置された。
従来の一方面行バルブであれば何でもよい。

【００５４】その噴射バルブ（６２）はバルブのポンプ
側から十分な流体圧力がかかった時に開き、バルブの１
次空気袋側から流体圧力がかかった時には閉じたままの
チェックバルブであることが望ましい。その排気バルブ
（７０）は、開いている時にそこを通ってどちらの方向
にも流体の流れを許し、閉じている時には、そこを通っ
てどちらの方向にも流れを実質的に許さない従来のバル
ブであれば実質的にどのようなものであってもよい。

【００５５】排気バルブ（７０）は、閉じた位置の方向
へバネで付勢された、手動バルブであることが望まし
い。図１２、１３、１４で示されるさらに別の実施態様
によれば空気袋をもつ外側膝骨頭パッド（５１）と（８
５）が提供され、該空気袋は実質的に内部の開口部を取
り囲む閉曲線を形成し、該内部開口部は該ループから中
心が離れている。又、中に選択的に開口及び閉口可能な
バルブ１３１（図１２には示されていない）をもつ、筒
状ポート（１３０）が提供され１次空気袋（５４）及び
特に１次縫目を通っており１次空気袋（５４）の内部と
外界との選択的流体連通を可能にしている。

【００５６】従ってバルブ（１３１）が閉じられると１
次空気袋（５４）の内部と外部の間に実質的に流体連通
はない。バルブ（１３１）が開かれると所期の通り、１
次空気袋（５４）に対して流体を付加又は抜取りでき１
次空気袋（５４）の体積を変化させることができる。バ
ルブ（１３１）はポート（１３０）を通って手動流体ポ
ンプの噴射針を受け入れるよう配置された。カモの口ば
し形バルブ又は他の従来形バルブである。

【００５７】図３又は４に示される外側膝骨頭パッド
（５０）の実施態様によれば内部の開口部は１次空気袋
（５４）と流体的に断絶した２次空気袋（７４）によっ
て占められている。２次空気袋（７４）の周辺は２次縫
目（５８）によて規定され、その２次空気袋（７４）は
実質的に連続な半径方向の断面をもつ。その外側膝骨頭
パッド（５０）が使用者の身体に圧縮されていない時、
２次空気袋（７４）は１次空気袋（５４）よりも少ない
量の流体を含み、１次空気袋（５４）よりも実質的に厚
さが小さい。１次空気袋（５４）と異なり、２次空気袋
（７４）は実質的に永久に封印され、中にポートをもた
ず２次空気袋（７４）の中の流体の量が実質的にそのバ
ッドの生命の期間を通じて不変であるようにされる。

【００５８】外側膝骨頭パッド（５０）の第１及び２次
縫目は、そのパッド（５０）の近位の部分と半径方向に
反対側にある、パッド（５０）の遠位部分に向かって２
次空気袋（７４）が１次空気袋（５４）から中心がへだ
たるように配置される。「中心が離れた」という用語
は、第１及び２次空気袋（５４）（７４）が共通の中心
をもたないことを示す。パッド（５０）を記述するのに
用いられる「近位の」及び「遠位の」という語は、整形
外科用膝装具（２８）があてがわれる使用者の身体の中
央部に関して用いられる。

【００５９】従って１次空気袋（５４）の近位の部分の
平面幅は実質的に１次空気袋（５４）の遠位の部分の平
面幅よりも大きい。ここで平面幅とは図３に示されるよ
うに１次空気袋（５４） の外部周界と内部周界の距離
として規定される。従って、１次空気袋（５４）の遠位
の部分は、１次空気袋の近位の部分に比べて実質的に少
ない体積と表面積をもつ。その膝骨頭パッドの本配置
は、図２に示される外側膝骨頭（３８）の遠位の領域に
ある腓骨神経および腓側頭（fibular head）に対する過
剰の圧力を効果的に減少させる。

【００６０】特に図４に関して、外側膝骨頭パッド（５
０）は表面部（７６）と背面部（７８）を備えた薄層構
成をもつことが図示されている。薄層の厚さは、図示の
目的のため誇張して描かれていることが注意される。表
面部（７６）は合成スエード又はシャムワのような軟ら
かいしなやかな吸収性の材料でできたシートで、第１及
び２次空気袋（５４）（７４）の両方に前面から積層さ
れている。背面部（７８）は同様にしなやかな材料でで
きたシートであり、実質的に表面部（７６）と同じ方法
で空気袋（５４）（７４）に後面から積層されている。
好ましい背面部（７８）は、あて布として配置される。
普通ヴェルクロ（VELCRO）という名をもつ掛け鉤とルー
プファスナーからなるループ要素である。掛け鉤要素の
あて布（示されていない）は、同様に背面部（７８）と
反対側の外側ヒンジ板（２２）の内面に積層される。ま
た、その代りに、掛け鉤要素とループ要素の位置を逆に
して、ループ要素が、外側ヒンジ板（２２）の内面に積
層され、掛け鉤要素が、空気袋（５４）と（７４）の外
部に積層されるようにしてもよいことが理解される。

【００６１】外側膝骨頭パッド（１０）の望ましい構成
においては、図４に示す第１及び２次空気袋（５４）
（７４）が膜のような薄皮でできた２枚の連続シート
（８０）と（８２）から一体的に形成される。その薄皮
は高度に可撓性で弾性的につぶれることができ、かつ流
体に対して不透性の材料であり、例えばプラスチック、
例えばポリウレタンやポリ塩化ビニルである。外側膝骨
頭パッド（５０）は従来型のにかわのような接着剤で表
面部（７６）を第１のシート（８０）の外側の上に積層
し、背面部（７８）を、第２のシート（８２）の外側の
上に積層することにより開始される。

【００６２】次にその空気袋（５４）（７４）は１次シ
ート（８０）を２次シート（８２）の上に重ねあわせる
ことによって構成される。１次縫目（５６）は例えば無
線周波数（ｒ．ｆ．）接合のような従来型手段により、
２枚のシート（８０）と（８２）の間にその外側周界に
おいて流体付加ポート（６０）と流体排気ポートを置
き、そのポート（６０）（６８）のまわり及び外側周界
の連続卵形路に沿って２枚のシート（８０）（８２）を
はりあわせることにより形成される。

【００６３】２次縫目（５８）も実質的に１次縫目（５
６）と同様の方法で形成されるが、ポートがなく、２次
縫目（５８）が１次縫目（５６）から中心が離れて置か
れている。第１と２次縫目（５６）と（５８）が形成さ
れる時、ある量の空気（典型的には周囲の空気）が縫目
（５６）（５８）の内部にとらえられることに注目され
る。２次縫目（５８）の内部に保持された流体は実質的
にそのパッドの生命の間、流体をさらに付加したり抜取
ったりすることなく、その中にとどまる。しかしながら
１次縫目（５６）の内部の流体は、その後、上に記述し
たような方法で流体付加ポート（６０）と噴射バルブ
（６２）により、追加の流体を噴射することにより、補
充でき、１次空気袋（５４）の厚さと流体圧力の所期の
増加を達成することができる。

【００６４】その結果１次空気袋（５４）の中にある第
１と第２のシート（８０）（８２）を分離している距離
は、２次空気袋（７４）の中の分離の距離よりも実質的
に大きい。示されていないが、図４の外側膝骨頭パッド
（５０）は２次空気袋（７４）を排気し第１のシート
（８０）の内側を内部開口部の全体にわたって第２のシ
ート（８２）の内側に積層することにより代替的に配置
することができる。このようにして２次空気袋はこの実
施態様から除去され、その内部開口部は、結果的にでき
る第１と第２のシート（８０）（８２）と表面部（７
６）と背面部（７８）からなる積層によって占められ
る。

【００６５】図４および図１３と実質的に同一の断面図
を有する図５および図１４には、外側膝骨頭パッドの別
の実施例が示されており、一般的に、図５では（８４）
で図１４では（８５）で表す。外側膝骨頭パッド（８
４）（８５）が、内側開口部を除いて外側膝骨頭パッド
（５０）（５１）と実質的に同一の形状にされている限
りにおいて、外側膝骨頭パッド（８４）（８５）と外側
膝骨頭パッド（５０）（５１）との双方に共通した要素
を表すのには同一の符号を用いる。外側膝骨頭パッド
（８４）（８５）では、内側開口部から２次空気袋が除
かれ、その代わりに内側空隙部（８６）が設けられてい
る。従って、外側膝骨頭パッド（８４）（８５）は、一
つの空気袋、すなわち１次空気袋（５４）だけを包含し
ている。

【００６６】図６および図１５には、外側膝骨頭パッド
のさらに別の実施例が示されており、一般的に（８８）
（８９）で表す。上記の外側膝骨頭パッド（５０）（５
１）（８４）（８５）と、外側膝骨頭パッド（８８）
（８９）に係わるこの実施例とに共通した要素を表すの
には同一の符号を用いる。外側膝骨頭パッド（８４）と
同様にして、外側膝骨頭パッド（８８）（８９）では、
内側開口部から２次空気袋が除かれ、その代わりに内側
空隙部（９０）が設けられている。外側膝骨頭パッド
（８８）（８９）はまた、実質的にドーナツ状にされた
１次空気袋（９２）を有している。しかし、この１次空
気袋（９２）は、比較的限定された周縁開口部を遠位部
に有する、部分的に開口した曲面体である。その周縁開
口部は、内側空隙部（９０）に連なる周縁空隙部（９
４）によって占められている。従って、外側膝骨頭パッ
ド（８８）（８９）は、単一の閉ループ状１次継目（９
６）によって形成された馬蹄型の平面外周を有してい
る。周縁空隙部（９４）が存在することにより、外側膝
骨頭パッド（８８）（８９）が腓骨頭や腓骨神経におけ
る圧迫を緩和するという機能が損なわれることなしに、
内側空隙部（９０）は、１次空気袋（９２）と実質的に
同心円になり、あるいは中心が１次空気袋（９２）の中
心に対してずれている。但し、外側膝骨頭パッド（８
８）（８９）は、上記の外側膝骨頭パッド（５０）（８
４）と同一の積層構造を有し、表面部と背面部とからな
る２枚のフィルム状表皮部を備えている。

【００６７】図７と図１６には、外側膝骨頭パッドのさ
らに別の実施例が示されており、一般的に（９８）（９
９）で表す。外側膝骨頭パッド（５０）（５１）（８
４）（８５）（８８）（８９）と、外側膝骨頭パッド
（９８）（９９）とに共通した要素を表すのには同一の
符号を用いる。外側膝骨頭パッド（９８）（９９）は、
周縁開口部と内側開口部とを除いて、外側膝骨頭パッド
（８８）と実質的に同一の形状にされている。１次空気
袋（９２）と１次継目（９６）に加えて、外側膝骨頭パ
ッド（９８）（９９）は、周縁開口部と内側開口部とに
位置しかつ図３と図４とに示された外側膝骨頭パッド
（５０）の２次空気袋（７４）に類似した構造を有する
２次空気袋（１００）を備えている。外側膝骨頭パッド
（９８）（９９）はまた、２次空気袋（１００）の遠位
平面外周を横切って延びかつ１次継目（９６）と交わる
２つの端部を有する２次継目（１０２）を備えている。

【００６８】図示されていないが、図７と図１６の外側
膝骨頭パッド（９８）（９９）は、２次空気袋（１０
０）の気圧を抜き、かつ２次空気袋（１００）を形成す
る２枚のフィルム状シートの内側同士を周縁開口部と内
側開口部との全体にわたって貼り合わせることにより、
形成することもできる。こうして、２次空気袋はこの実
施例では取り除かれており、周縁開口部と内側開口部
は、表面部と背面部とからなる２枚のフィルム状シート
を備えた積層体によって占められている。

【００６９】外側膝骨頭パッドのみが図示され上に説明
されているが、この外側膝骨頭の説明は、その鏡像であ
る内側膝骨頭パッドに等しく適用されることを理解され
たい。また、膝骨頭パッドの他の実施例が、図示され上
に説明されている実施例に加えて、この発明の範囲内で
含まれてもよいことを理解されたい。例えば、この発明
は、上記の実施例に実質的に同一ではあるがパッドの表
面部と背面部とを取り除いた膝骨頭パッドの別の実施例
をも包含することを理解されたい。

【００７０】この発明は、膝骨頭パッドの１次空気袋
が、ドーナツ形状を有して、ここに引用される米国特許
第5,316,547号と米国特許出願第08/104,184号に記載さ
れている内側開口部が１次空気袋と同心円になった膝骨
頭パッドの別の実施例を提供する。あるいは、膝骨頭パ
ッドの１次空気袋は、膝骨頭の外周に適合しかつ膝骨頭
の先端を受ける内側開口部を与える閉曲線であるかまた
は部分的に開いた開曲線であるループを形成する形状で
あれば、実質的にいかなる形状であってもよい。いずれ
にせよ、十分な流体が１次空気袋に含まれて、装具の使
用中に、１次空気袋の高さが１次空気袋に受けられた膝
骨頭の高さより高くなるように保たれており、パッドが
取り付けられている装具における剛性のあるまたは硬質
な支持要素に膝骨頭が実質的に圧迫された状態で当接す
るのが防止されるのが好ましい。さらに、外側膝骨頭パ
ッドの１次空気袋が、外側膝骨頭の領域における腓骨頭
や腓骨神経へ過度に当たることがないことが好ましい。

【００７１】膝骨頭パッドを作成する別の方法も、この
発明の範囲内で提供される。例えば、１次空気袋は、上
記の２枚のシートからではなく単一のフィルム状素材か
ら作ることができ、その際には、単一のシートの両端を
合わせ、得られた継目を溶着し、それによって溶着時に
封止された空気袋を作ることができる。他の作成法、す
なわちブロー成形や当業者に自明なその他の公知な成形
方法を用いて１次空気袋を作ってもよい。

【００７２】好ましい上部・下部支持パッド（４０）
（４２）（４４）（４６）の形状と構造とを図８および
図９を参照して以下に説明する。これらの上部・下部支
持パッドは全て、実質的に同一の形状と構造とを有して
いる。従って、上部・下部支持パッドの説明は、内側上
部支持パッド（４０）を参照して行うが、この説明は同
様にその他の支持パッドにも適用されることを理解され
たい。また、内側上部支持パッド（４０）と側膝骨頭パ
ッド（５０）が実質的に同一の流体付加・流体排出ポー
ト構造を有する限りにおいて、これらの内側上部支持パ
ッド（４０）と側膝骨頭パッド（５０）との双方に共通
した要素を表すのには同一の符号を用いる。但し、ここ
に図示された上部・下部支持パッドに類似した構造を有
する上部・下部支持パッドは米国特許出願第08/104,184
号に記載され、それとは別の形状ではあるがこの発明の
装具（２８）とともに用いられる上部・下部支持パッド
は、米国特許第5,316,547号に記載されている。

【００７３】図８と図９において、内側上部支持パッド
（４０）は、空気袋（１０４）の外側の平面外周を形成
する周縁継目（１０６）を有する空気袋（１０４）を含
んでいる。この空気袋（１０４）は、その長手軸に沿っ
た実質的に直角の湾曲部を有する細長い形状であること
を特徴とする。空気袋（１０４）は内側継目（１０８）
を有する。この内側継目（１０８）は、周縁継目（１０
６）に囲まれてはいるがそれに交わってはいない空気袋
（１０４）の長手軸における少なくとも実質的な部分を
たどっている。

【００７４】周縁継目（１０６）は、流密（fluid-tigh
t）であって、空気袋（１０４）の内側に含まれる選択
された流体、好ましくは大気を外部環境から効果的に封
止するものである。空気袋（１０４）内の流体により、
空気袋（１０４）が使用者の脚に対して圧迫を受けない
とき、空気袋（１０４）は、実質的に開いた曲線になっ
たチューブ形状を保つことが可能である。さらに、内側
上部支持パッド（４０）が硬質なまたは剛性のあるフレ
ーム（１０）から独立して自立しているとき、パッド
（４０）は実質的に平坦である。しかし、図２に示され
ているように内側上部アーム（１２）と上脚帯（２４）
とに取り付けられると、内側上部支持パッド（４０）
は、立体形状にねじれることができ、フレーム（１０）
に適合する。フレームに適合した内側上部支持パッド
（４０）は、内側上部アーム（１２）の内面と、上脚帯
（２４）により形成された円の４分円に対応する上脚帯
（２４）の一部の内面とを実質的に覆う。その他の支持
パッド（４２）（４４）（４６）は、図２に示されてい
るようにフレーム（１０）のそれぞれの支持部材の内面
に同様にして適合する（図２）。

【００７５】空気袋（１０４）の内側継目（１０８）が
存在することにより、内側上部支持パッド（４０）によ
るフレーム（１０）の内側への適合が促進され、それに
よってフレーム（１０）による上脚（３２）への装着感
が向上する。内側継目（１０８）はまた、空気袋（１０
４）とフレーム（１０）との間の接触面を望ましく増大
させ、さらにフレーム（１０）による上脚（３２）への
装着感を向上させる。内側継目（１０８）は本質的に、
実質的に凸型のチューブ形状の空気袋（１０４）を二叉
に分け、それによって内側継目（１０８）がない類似し
たパッド形状に対して、内側上部支持パッド（４０）の
接触面を著しく増大させる。

【００７６】外側膝骨頭パッド（５０）と同様にして、
内側上部支持パッド（４０）の空気袋（１０４）は、一
方噴射バルブ（６２）を有するチューブ状の流体付加ポ
ート（６０）を備えている。この流体付加ポート（６
０）の一端は、空気袋（１０４）の周縁継目（１０６）
を貫通して延びて空気袋入口（６４）を形成し、内側上
部支持パッド（４０）と一体に連結されてポンプ出口
（６６）を形成している。空気袋（１０４）にはまた、
排気バルブ（７０）を有するチューブ状の流体ポート
（６８）が設けられている。この流体ポートの一端は周
縁継目（１０６）を介して延び、他端は外部環境に向か
って開き選択的に開口可能な空気袋の出口（７２）を形
成している。流体付加ポート（６０）と流体排気ポート
（６８）と連絡バルブ（６２）（７０）は、外側膝骨頭
パッド（５０）に対して上記と実質的に同一に機能し、
それによって、それぞれ空気袋（１０４）の内側とポン
プ（５２）の内側との間での選択的な流体連通が可能に
なり、空気袋（１０４）の内側と外部環境との間での選
択的な流体連通が可能になる。

【００７７】内側上部支持パッド（４０）はまた、外側
膝骨頭パッド（５０）に関して上に記載されているのと
同一の素材から実質的に同一の方法で構成される。従っ
て、内側上部支持パッド（４０）は、２枚のフィルム状
の表皮部のシート（８０）（８２）を含んだ、表面部
（７６）と背面部（７８）とからなる貼り合わせ構造を
有している。

【００７８】好ましいポンプ（５２）と排気バルブ（７
０）との形状と構造を、以下に図１０と図１１とを参照
して説明する。ポンプ（５２）と排気バルブ（７０）と
は、外側膝骨頭パッド（５０）と関連させて説明する
が、これらのポンプ（５２）と排気バルブ（７０）は、
上記の空気パッドのいずれとも一緒に使用できることを
理解されたい。これらのポンプ（５２）と排気バルブ
（７０）は、従来のものであって、ここに引用されてい
る米国特許第5,113,599号に実質的に記載されている。
図１０において、ポンプ（５２）は、ポンプ室（１１
２）を取り囲むふくらみ（１１０）を備えている。ふく
らみ（１１０）は優れた記憶特性を有するエラストマー
素材から形成されており、好ましくは半球形であって、
ふくらみ（１１０）の平坦面が比較的剛性のある面に配
される場合、手動でのポンプ操作が容易になる。ふくら
み（１１０）は、１次空気袋（５４）の構造に対して上
に記載された方法に実質的に沿って望ましい半球形に作
られた１枚以上のシートから構成されている。もしく
は、ふくらみ（１１０）は従来の成形法により作成され
ている。いずれにせよ、ふくらみ（１１０）の表皮部
は、典型的には、１次空気袋（５４）の表皮部よりも厚
く、そのためふくらみ（１１０）に記憶特性が与えられ
ている。

【００７９】ポンプ出口（６６）が、パッド（５０）の
流体付加ポートに封止状に係合した室（１１２）の一端
に設けられている。ポンプ出口（６６）は、空気袋入口
（６４）と噴射バルブ（６２）とによって１次空気袋
（５４）と選択的に流体連通している。ポンプ入口（１
１４）が、一方バルブ（１１６）を有する室（１１２）
の他端に設けられ、室（１１２）と外部環境との間で
の、しかしポンプ室（１１２）の方向のみへの選択的流
体連通が行われる。ポンプ入口バルブ（１１６）は、好
ましくは噴射バルブ（６２）と実質的に同一の構造を有
する逆止バルブである。

【００８０】加圧空気の１次空気袋（５４）への注入
は、ポンプ（７２）を吸込モードと排出モードとで循環
させ排気バルブ（７０）を閉塞位置に維持するというポ
ンプ（７２）の手動操作により行われる。この吸込モー
ドの開始に際して、使用者はまず、ふくらみ（１１０）
を手動で絞ることにより、圧迫された平坦な状態にバル
ブ（１１０）を維持する。使用者は次いで、ふくらみ
（１１０）を離してふくらみ（１１０）をその記憶され
た半球形に戻し、ポンプ入口（１１４）と逆止バルブ
（１１６）を介して外部環境からの大気でポンプ室（１
１２）を満たし、噴射バルブ（６２）を閉塞した状態に
維持する。ポンプ室（１１２）が完全に膨張した後、使
用者は、ふくらみ（１１０）を再度握り、手動でそれを
絞って排出モードを開始する。ポンプ室（１１２）の空
気圧により噴射バルブ（６２）が開き、ポンプ入口バル
ブ（１１６）が閉塞状態に維持される。その結果、空気
は、ポンプ出口（６６）と空気袋入口（６４）とを介し
てポンプ室（１１２）から１次空気袋（５４）へと高い
圧力で移動する。ふくらみ（１１０）が実質的に平坦に
なると、吸込／排出サイクルを所望する回数繰り返し、
１次空気袋（５４）が所望の大きさまたは所望の空気圧
を持つようにする。

【００８１】図１１において、排気バルブ（７０）は流
体排気ポート（６８）と一体になっており、好ましくは
ポンプ（５２）の近位に配され、使用者が外側膝骨頭パ
ッド（５０）の空気圧を手動で調整するのが容易になっ
ている。この排気バルブ（７０）は、図示されているよ
うに、閉塞位置にあるときバルブ座（１２２）に対して
バネにより付勢されたバルブプランジャー（１１８）を
備え、それによって、空気袋出口（７２）を介して１次
空気袋（５４）の内側と外部環境との間での流体連通を
阻止している。排気バルブ（７０）は、バルブプランジ
ャー（１１８）をバルブ座（１２２）から離してバルブ
室（１２４）に移動させ、それによって、空気袋出口
（７２）を介して１次空気袋（５４）の内側と外部環境
との間での流体連通を可能にすることによって、当業者
には自明である方法で開放位置に置かれる。１次空気袋
（５４）の空気圧の方が外部環境の空気圧よりも典型的
には高いため、排気バルブ（７０）が開いているとき、
空気は１次空気袋（５４）から外部環境へと流出するが
外部環境から１次空気袋（５４）へと流入することはな
い。

【００８２】上記のポンプの別の形状がこの発明の範囲
内で可能であることは当業者であれば自明である。例え
ば、ポンプ入口が、バルブを備えていない遮られるもの
のないオリフィス（穴）であることも可能である。この
オリフィスは、ポンプ吸込モードでは開放位置に維持さ
れ、排気モードでは使用者の指先で覆うことによって、
空気がポンプ室から外部環境へと逃げるのを阻止するこ
とができる。あるいは、ポンプは、ここで引用される米
国特許第4,378,009号に記載されているようなふいご形
状を有してもよい。同様にして、上記の排気バルブの別
の形状もこの発明の範囲内で可能であることも明らかで
ある。排気バルブは、選択的開放・閉塞位置を有する従
来のバルブであれば本質的にどのようなバルブであって
もよく、例としては、ゲートバルブやニードルバルブが
挙げられる。

【００８３】さらに、上記のポンプのネットワーク構造
やバルブとポートとの別の形状もこの発明の範囲内で可
能であることは当業者であれば自明である。例えば、空
気袋出口と空気袋入口とが、単一のユニットポートに一
体に含まれてもよい。この単一ポートには、バルブがあ
る位置にセットされるとポートが空気袋入口として機能
しバルブが別の位置にセットされるとポートが空気袋出
口として機能するバルブが設けられている。さらには、
当業者が実施可能な範囲内で適切なバルブ操作を行うこ
とによって、単一ポートが空気袋出口として機能してい
るときに、ポンプ出口とポンプ入口が外部環境と選択的
に流体連通するように配することも可能である。また、
ポンプを空気袋と一体となり同一の広がりを有するユニ
ットとして構成して、流体付加ポートにポンプ室と空気
袋の内側との間に単一の開口部を設けることによって、
チューブ状のポートを設ける必要をなくすことも可能で
あるのは明白である。さらに、図２の整形外科用膝装具
（２８）が個々のパッドに対して別個のポンプ（５２）
を有しているのが図示されているが、バルブのネットワ
ーク構造と配管とを用いて複数のパッドと選択的に流体
連通する単一ポンプを有する整形外科用膝装具を提供
し、それによって、１個以上のバルブを単に再配置し
て、単一ポンプを用いて複数のパッドを選択的に膨張さ
せることが可能であることも当業者の実施の範囲内に含
まれることは明白である。

【００８４】この発明の好ましい実施例を以上に記載し
図示したが、他の実施例や変形例、例えば示唆によるも
のなども、この発明の範囲内に含まれることを理解され
たい。

【００８５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の発明によれば、
例えば、膨張が使用者により行なわれると、空気袋はそ
こから流体の排気によって平らにしてパッドの厚さ又は
空気圧力を減少させ、それによって使用者の身体上の装
具の圧力を減少させて使用者の気持良さを高める。反対
にもし装具の望ましくない動きが使用者の身体に関して
体験されると、使用者は流体の付加によって空気袋を膨
らませ、パッドの厚さ又は空気圧力を増加することがで
き、それによって使用者の身体上の装具の圧力を増加
し、かつ身体にフレームの密な嵌合を与える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の膝装具の構造フレームを示す斜視図で
ある。

【図２】本発明の膝装具を使用者の脚にはめた正面図で
ある。

【図３】図２の膝装具に取り付け可能な、本発明の膝骨
頭パッドの平面図である。

【図４】４−４線に沿って見た図３の膝骨頭パッドの断
面図である。

【図５】図２の膝装具に取り付け可能な、本発明の代替
膝骨頭パッドの断面図である。

【図６】図２の膝装具に取り付け可能な、本発明のもう
１つの代替膝骨頭パッドの平面図である。

【図７】図２の膝装具に取り付け可能な、本発明のさら
にもう１つの代替膝骨頭パッドの平面図である。

【図８】図２の膝装具に取り付け可能な、本発明の支持
パッドの平面図である。

【図９】９−９線に沿って見た図８の支持パッドの断面
図である。

【図１０】図２のパッドと一体的に取り付けられた本発
明のポンプの断面図である。

【図１１】図２のパッドと一体的に取り付けられた、本
発明の排気パルブの断面図である。

【図１２】図２の膝装具に取り付け可能な、本発明の膝
骨頭パッドの平面図である。

【図１３】４−４線に沿って見た図３の膝骨頭パッドの
断面図である。

【図１４】図２の膝装具に取り付け可能な、本発明の代
替膝骨頭パッドの断面図である。

【図１５】図２の膝装具に取り付け可能な、本発明のも
う１つの代替膝骨頭パッドの平面図である。

【図１６】図２の膝装具に取り付け可能な、本発明のさ
らにもう１つの代替膝骨頭パッドの平面図である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年６月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】 １３−１３線に沿って見た図１２の膝骨頭
パッドの断面図である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図９】

【図７】

【図８】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード イー．ギルダースリーブ アメリカ合衆国、92027 カリフォルニア、 エスコンディドー、グラスゴー レーン 1553 (72)発明者 テオドール ブイ．チリンガスト ザ サ ード アメリカ合衆国、92007 カリフォルニア、 カーディフ、モンゴメリー アベニュー 1867 (72)発明者 ケイス エル．キャスフォード アメリカ合衆国、92109 カリフォルニア、 サン ディエゴ、ジューエル ストリート 3758

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者の関節において身体に配置可能な
   整形外科用装具であって、 使用者の関節の上方で身体の近位に配置可能な内面を有
   する、実質的に剛性または硬質の上部支持要素と、 使用者の関節の下方で身体の近位に配置可能な内面を有
   する、実質的に剛性または硬質の下部支持要素と、 前記上部及び下部支持要素に回動可能に接続されたヒン
   ジと、 内側開口部を実質的に取り囲むループを形成する空気袋
   を有し、前記内側開口部は前記ループから任意に中心を
   ずらせて形成され、前記上部及び下部支持要素の前記内
   面に係合し使用者の関節の上方または下方に配置される
   パッドと、 前記空気袋に流体を付加し、前記空気袋に流体的に連通
   する流体付加手段とを備えてなる整形外科用装具。
2. 【請求項２】 流体付加手段がバルブを備えている請求
   項１記載の整形外科用装具。
3. 【請求項３】 流体付加手段がポンプを備えている請求
   項１記載の整形外科用装具。
4. 【請求項４】 使用者の関節において身体に配置可能な
   整形外科用装具であって、 使用者の関節の上方で身体の近位に配置可能な内面を有
   する、実質的に剛性または硬質の上部支持要素と、 使用者の関節の下方で身体の近位に配置可能な内面を有
   する、実質的に剛性または硬質の下部支持要素と、 前記上部及び下部支持要素に回動可能に接続されたヒン
   ジと、 空気袋を有し、前記上部及び下部支持要素の前記内面に
   係合し使用者の関節の上方または下方に配置されるパッ
   ドと、 前記空気袋に流体を付加するために前記空気袋に流体的
   に連通するポンプとを備えてなる整形外科用装具。
5. 【請求項５】 上部及び下部支持要素が、弓状の脚帯と
   この脚帯に実質的に垂直に配されたアームとを含んでい
   る請求項４記載の整形外科用装具。
6. 【請求項６】 パッドが、前記上部及び下部支持要素の
   内面に実質的に適合する請求項４記載の整形外科用装
   具。
7. 【請求項７】 空気袋が、長手軸を有する延出した形状
   部と、そこから実質的に直角に湾曲する湾曲部とを有す
   る請求項４記載の整形外科用装具。
8. 【請求項８】 さらに、前記空気袋から流体を排気する
   ための開放位置と閉鎖位置とを有する空気袋に流体的に
   連通する流体排気バルブを備えている請求項４記載の整
   形外科用装具。
9. 【請求項９】 さらに、前記ポンプと前記空気袋との間
   に連通する流体を供給するために、ポンプと空気袋とを
   接続するポートを備えている請求項４記載の整形外科用
   装具。
10. 【請求項１０】さらに、選択的に、前記ポンプから前記
    空気袋へ流体を連通させ、空気袋からポンプへの流体の
    連通を阻止する手段を備えている請求項４記載の整形外
    科用装具。
11. 【請求項１１】 使用者の関節において身体に配置可能
    な整形外科用装具であって、 使用者の関節の上方で身体の近位に配置可能な内面を有
    する、実質的に剛性または硬質の上部支持要素と、 使用者の関節の下方で身体の近位に配置可能な内面を有
    する、実質的に剛性または硬質の下部支持要素と、 使用者の関節において身体の近位に配置可能な内面を有
    する、実質的に剛性または硬質の上部及び下部支持要素
    に回動可能に接続されるヒンジと、 空気袋を有し、前記ヒンジの前記内面に係合して使用者
    の関節において身体に配置可能なパッドと、 前記空気袋に流体を付加するために構成され、空気袋に
    流体的に連通するポンプとを備えてなる整形外科用装
    具。
12. 【請求項１２】 空気袋が、内側開口部を実質的に取り
    囲むループを有し、このループが関節の骨頭と実質的に
    境界を接する大きさで形成され、前記内側開口部は骨頭
    の骨突起を受け入れる大きさで形成され、それによって
    前記ヒンジ板により骨突起に加わる圧力を緩和する請求
    項１１記載の整形外科用装具。
13. 【請求項１３】 ループが閉曲線である請求項１２記載
    の整形外科用装具。
14. 【請求項１４】 ループが部分的に開放した曲線である
    請求項１２記載の整形外科用装具。
15. 【請求項１５】 さらに、前記空気袋から流体を排気す
    るための開放位置と閉鎖位置とを有する空気袋に流体的
    に連通する流体排気バルブを備えている請求項１１記載
    の整形外科用装具。
16. 【請求項１６】 さらに、前記ポンプと前記空気袋との
    間に連通する流体を供給するために、ポンプと空気袋と
    を接続するポートを備えている請求項１１記載の整形外
    科用装具。
17. 【請求項１７】 さらに、選択的に、前記ポンプから前
    記空気袋へ流体を連通させ、空気袋からポンプへの流体
    の連通を阻止する手段を備えている請求項１１記載の整
    形外科用装具。
18. 【請求項１８】 使用者の脚部に配置可能な整形外科用
    膝装具であって、 膝骨頭に圧力を付与するよう使用者の脚部における骨頭
    に対向して配置可能なヒンジ板と、 内側開口部を取り囲み実質的に閉曲線からなるループを
    形成し、遠位部とこの遠位部に対して径方向に対向する
    近位部とを有し、遠位部の平面幅は近位部の平面幅より
    実質的に小さく、さらに、前記ヒンジ板と膝骨頭との間
    に配置可能であり、前記ループは膝骨頭と実質的に境界
    を接する大きさを有し、前記内側開口部は膝骨頭の骨突
    起を受け入れる大きさを有し、それによって前記ヒンジ
    板から骨突起に加わる圧力を緩和する流体収容用の１次
    空気袋とを備えてなる整形外科用膝装具。
19. 【請求項１９】 内側開口部が前記ループから中心をず
    らせて形成されている請求項１８記載の整形外科用装
    具。
20. 【請求項２０】 ループが閉曲線である請求項１９記載
    の整形外科用装具。
21. 【請求項２１】 ループが部分的に開放した曲線である
    請求項１９記載の整形外科用装具。
22. 【請求項２２】 整形外科用膝装具における実質的に剛
    性または硬質のフレームに配置可能であり、フレームが
    使用者の脚部に装着されたとき、膝骨頭に接してフレー
    ムを支持する空気パッドであって、 内側開口部を実質的に取り囲むループを有し、前記フレ
    ームと膝骨頭との間に配置可能であり、前記ループは膝
    骨頭と実質的に境界を接する大きさを有し、前記内側開
    口部は膝骨頭の骨突起を受け入れる大きさを有し、それ
    によって前記フレームにより骨突起に加わる圧力を緩和
    する空気袋と、 流体ポンプと、 この流体ポンプと前記空気袋との間に連通する流体を供
    給するためにポンプと空気袋とを接続するポートと、 前記空気袋から前記ポンプの間を選択的に開閉するため
    に空気袋と流体ポンプとの間に配置された噴射バルブと
    を備えてなる空気パッド組立体。
23. 【請求項２３】 さらに、前記空気袋から流体を排気す
    るための開放位置と閉鎖位置とを有し、空気袋と流体的
    に連通する流体排気バルブを備えている請求項２２記載
    の空気パッド組立体。
24. 【請求項２４】 整形外科用膝装具における実質的に剛
    性または硬質のフレームに配置可能であり、フレームが
    使用者の脚部に装着されたとき、膝骨頭に接してフレー
    ムを支持する空気パッドであって、 長手軸を有する延出した形状部とそこから略直角に湾曲
    する湾曲部とを有し、前記フレームと上部または下部の
    脚部との間に配置可能であり、前記フレームによって上
    部または下部の脚部に加えられた圧力を緩和する空気袋
    と、 流体ポンプと、 この流体ポンプと前記空気袋との間に連通する流体を供
    給するためにポンプと空気袋とを接続するポートと、 前記空気袋から前記ポンプの間を選択的に開閉するため
    に空気袋と流体ポンプとの間に配置された噴射バルブと
    を備えてなる空気パッド組立体。
25. 【請求項２５】 さらに、前記空気袋から流体を排気す
    るための開放位置と閉鎖位置とを有し、空気袋と流体的
    に連通する流体排気バルブを備えている請求項２４記載
    の空気パッド組立体。
26. 【請求項２６】 空気袋が、その空気袋を分割するため
    の、空気袋の長手軸上に実質的に沿う内側継目を備えて
    いる請求項２４記載の空気パッド組立体。