JPH08508420A - 踝を低く設計した補形器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、実質的に堅い足部部材（２２）を備え、屈曲の大部分が地面に対して比較的低い位置に制限された踝領域（２６）と柔軟な爪先（２８）及び踝部分（２６）とで起こり、補形具（２０）の曲がり方が通常の踝の関節の曲がり方により近い補形具（２０）に関する。屈曲を制限することにより、補形具（２０）の上向きの撓みによって踝部分（２６）に起こる水平方向の撓みの量を減らすことができる。本発明はまた、踝及び足部材（２４）から分離可能な管状の足部部材（２２）と、同じく分離可能に足部材（２４）から後方に向けて取り付けられる踵部材（４０）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】 踝を低く設計した補形器具 発明の分野 本発明は、補形器具、特に硬質の臑部と小径若しくは小さな踝部とを備えた補 形器具に関する。 発明の背景 多くの種類の補形器具が何年にもわたり開発されてきた。初期の頃は、人間の 足に姿及び動きが非常に近い義足の構築に重点が置かれていた。例えば補形器具 の多くは、脚部部材と足部材とから成っており、これらの間に特定の形状を有す る回動部材が踝領域の近傍に設けられ、これにより足部材が踝部材を中心にして 回動できるものであった。精巧に構築された補形器具が考案されたが、これらは それぞれ、人間の脚部、踝及び足の自然な動きをまねようとするものであった。 こうした試みの各々は、義足に対し一定レヴェルの自然な感じを与えようとされ ていたが、非定坐的な運動を行なうに必要とされる弾力的なエネルギー応答性に 欠けていた。 これまで種々の改良が補形器具に加えられ、これにより切断患者は実質的に自 己の運動レヴェルを向上させることができるようになった。新規な材料、例えば 軽量で、強度を有し、耐久性に優れ、比較的柔軟性を有するグラファイ ト合成材料等の開発により、補形器具の性能がさらに向上した。また初期の考案 とはうって変わり、補形器具を複雑なものから簡略な構成とすることで、追従性 及びエネルギー応答性が良好となった。単純な湾曲形状を有する平坦なバネ部材 を備えた補形器具が開発され、これにより切断患者は、テニス、バスケットボー ルやジョギングといった激しい運動にも参加できるようになった。 特に、切断患者に高度な移動可能性を与える補形足部及び脚部器具は、「複合 補形足部及び脚部」という名称の出願人の米国特許第４，４５７，９１３号に開 示されている。該特許は、脚部、足部及び踵部について、樹脂を含浸させた強化 繊維構造体を使用した補形足部及び脚部器具を開示しており、これら三つの領域 には全て、実質的に弾力性的で比較的低いエネルギー吸収特性を発揮する柔軟性 が与えられているので、装着者に比較的自然な感触を与えつつ高度な移動可能性 を与えることができる。 該補形器具は更に、実質的に弾力的な脚部を有しており、該脚部の柔軟性は、 踵及び足部の柔軟性に対しさらに付け加わえられたものである。この柔軟性によ ってエネルギーの保存及び放出がさらに可能となり、補形具の弾性とエネルギー 応答性を増加させるが、脚部がさらに柔軟になることで、柔軟でなく弾力的では ない人間の足の脛骨及び腓骨 とは異なり、補形具は幾分バネのような状態となる。 米国特許第４，８２２，３６３号において出願人は、脚部上部の下で屈曲が生 じるように臑部に一定硬度を与える試みを行った。しかし上述の特許の補形器具 と同様、補形器具の柔軟性及び弾性は、臑部、足部、及び踵部を含み、底部まで の補形器具の１０インチまでの脚部下部領域全体に集中していた。脚部下部領域 の柔軟性が少しでもなくなると、補形具はエネルギーを保存し開放する能力の重 要な部分が失われてしまうと考えられていた。硬質臑部の下端と地面との間の間 隙が少なくとも１０インチあれば、柔軟臑部及び踝領域の湾曲部が滑らかで連続 的なものとなり、この従来器具の弾性及びエネルギー応答性は、使用時に停止し たり激しく上下動したりせず、優れたものであった。さらに、構造的な観点から 言うと、臑及び踝領域の滑らかな湾曲部は、実質的に半径を有するように調整す ることができ、これにより補形具に応力が集中することを回避できる。比較的大 半径の漸次的湾曲部（場合によっては複雑で単純な湾曲となっていない）となっ ているため、湾曲部材の下部は良好な弾性と柔軟性とを有する機能を備えた比較 的長尺の踵部のための空間とされていた。 しかしながらこのような従来器具のエネルギー応答性は、一定の患者にとり時 に大きすぎ、個々の必要性を超えるも のであった。一定の老人又は若年患者にとって、こうした従来器具のバネ状態は 、幾分扱いにくくコントロールしにくいものであり、安定性を低減させるもので あった。このように幅広い身体運動下に於いて良好な運動能力を示すことができ 、同時に安全性、安定性及び装着者のコントロール性が向上された足部補形具に 対する需要が存している。 発明の概要 本発明は、比較的硬質の脚部若しくは臑部と、自然人の足の踝領域により近い 状態で機能する下部屈曲軸と、半径のより小さい踝部とに関連し、高度のエネル ギー応答特性を用いた点で、従来技術の補形器具に対する実質的な改良を提案す る。比較的長尺の脚部の長さに亘って湾曲する従来の補形器具とは異なり、本発 明は、比較的小半径の湾曲部を有する踝部を備えた補形器具であって、該湾曲部 は踝部に屈曲を集中させて人間の踝の屈曲を真似た補形器具に関する。湾曲部の 半径が小さければそれだけ湾曲点、即ち補形器具の屈曲軸を低くすることを可能 にし、人間の踝領域の位置により近いものとなる。 屈曲軸が低いということは、切断手術の方法についての近年の動向に鑑みれば 、重要な好都合点である。現在医療界は、地面に対しより低い位置で切断を行い 、以前の場合に比べ実質的に長尺の断端を切断患者に残す方が好適であ ると考えている。断端を長くすることにより、補形具の使用に際し、梃子アーム がより長くなり、より大きい力を補形具かけることが可能になる。このことは、 補形具が本発明に於けるのと同様、適切に設計されていると仮定した場合に、非 常に高い割合でエネルギーを装着者に戻し、良好な運動性能をできるが、同時に 補形具の運動特性は、地面から断端に至るまでに距離がより短くされた構造で達 成されねばならないことを意味する。このように下部で切断を行うことにより、 より高い機能を実現することができるが、応力の集中に伴う破損の危険性がより 大きくなる。 しかし本発明の補形具は、この性質を利用しつつも、同時に強度及び運動性能 の問題に適切に答えるものである。このように本補形具は、低部の切断を受けた 者を含め非常に多様の切断患者に対し使用することができ、良好な結果をもたら すことができるものである。と同時に、安定性及びコントロール可能性をも達成 できる。 非常に高率のエネルギー戻りを実現する柔軟脚部及び実質的に大径の湾曲踝部 を開示する従来の技術の器具とは異なり、本発明は、屈曲部を移動させ制限する 機能を果たす。言い換えれば従来の器具では、柔軟性及びエネルギーの戻りを補 形具脚部の上部で実現していた。しかし本発明に於いては、脚部上部は実質的に 硬質となっているので、従来 得ていた柔軟性の一部は新規に設計された踝部に移動されるので、柔軟性は他の 部材から孤立（isolated）乃至踝部に集中している。従って一定の運動機能は全 体として犠牲になるが、より優れた運動特性によって補形具の安定及びコントロ ール性を確保できる。この運動性能はまた、以下でより詳細に説明するように、 最適な柔軟性梃子アームを有し、互いに協働する踵・爪先部の設計によって得る ことができる。こうして接地時の踵部の柔軟性と爪先が離れるときの爪先の柔軟 性とが、踝領域に集中する屈曲と協働してより高い運動性能の補形器具が提供さ れるのである。 加えて以前の器具に於いては、柔軟性脚部と比較的大径の湾曲状踝部とが撓ん でねじれ方向によられて、補形具全体を実質的に前後方向に移動させていた。こ のことは補形器具のコントロールをより難しくしていた。切断患者はこの違いに 対して調整を行わなければならないだけでなく、老人や子どものように特定の切 断患者にあっては、十分な力を欠いているため、こうした調節を行う能力を持ち 合わせていない。本発明は、比較的小径の湾曲部を有し、よって水平方向の撓み を最小限にした柔軟性踝部を提供することによりこの問題に対処する。このよう な設計とすることで本発明は、安定性及びコントロール可能性の点で良好な品質 を発揮できる。 本発明の構成はまた、実質的により生きているような感触を提供することによ り安定性とコントロール性を向上させる。本発明は実質的に硬質の柱を使用し、 脚部の上部において以前は得ていた屈曲は、課部に主に集中しているので、柔軟 な脚・臑部について発生していた余分なバネ状態は解消される。このように本補 形具は、自然人の運動に近い態様で踝部に於いて曲がることができ、装着者によ り良好にコントロール性を与え、良好な「感触」を与える。 即ち本発明は、切断患者の断端から下方に延びる実質的に硬質の管状柱部材を 備えている。柱部材は実質的に硬質となっているので、人間の脚の脛骨及び腓骨 に非常に良く似た動きをする。好適な実施例に於いては、該硬質柱部材は、管状 で中空となっているので、重量がより軽くなっているにも拘わらず屈曲に対して 堅固性を与える。該硬質柱部材の下端には、柔軟な踝部が取り付けられており、 該踝部は、単純な曲形状で、平坦であり、且つ板バネに似たなバネ状の面を具備 している。踝部は、鉛直方向を向く上部から下方に延び、水平に向きを付けられ た下部爪先部方向へ延びている。踝部の湾曲部は円形の単純な円弧又は複雑な形 状とすることができる。 踝部の断面形状は、好ましくは矩形状となっているが、その縁部は直線で囲ま れた形状である必要はない。好適な 実施例に於いて踝部の断面の幅は、実質的にその厚みよりも大きい。前後方向に 鉛直面にそって柔軟であるために踝部の慣性モーメントは、前後方向に対して垂 直な水平軸に関して比較的小さいものとなっている。他の面に於ける屈曲を制限 するために、踝部は前後方向に対して全体的に位置合わせされた軸に関して高い 慣性モーメントを有している。 本発明に係る他の重要な好都合点は、踝部のエネルギー戻り特性について装着 者が調整を加えることができる点である。踝部は、硬質柱部材の遠位端に対し着 脱自在に装着されているので、同様の設計とされた踝部であって異なる湾曲特性 を有する踝部と相互交換でき、装着者は激しい又はあまり激しくない種々の身体 運動において最適の運動を行うことができる。 実質的に硬質な柱部材はまた、相互に交換が可能であり、切断して異なる長さ に調整することが可能である。このことは好適にも、柱部材は取り外して、切断 患者の個々の寸法に合うように調節すること又は切断患者の成長を許容すること が可能である。このことは補形具の残りの部分が標準の寸法で製造することがで きるが、柱部材を切断して切断患者の個々の要求に合うようにすることができる 。出願人の発明に従えば、補形外科医は標準的な管状の又はその 他の比較的硬質な柱を切断して適当な長さにすることができるので、一体的とな った脚部を備えたより高価な補形具をうっかり短く切断してしまう危険がなくな る。このことはまた、補形具を製造する材料の量を低減し、脚部の余分な長さを 切断することによって生じる廃棄物の発生をなくし、補形具を軽量化し、実質的 コストを低減するものである。 纏めると、本補形具は、安定性と装着者のコントロール性を向上させたにも拘 わらす良好な運動特性を発揮するのである。加えて該補形具は、設計ををシンプ ルとしたので、従来の補形具と比べ低価格で製造することができる。 図面の簡単な説明 図１は、柱が接続された本発明の補形器具を示す斜視図であり； 図２は、柱を有さない、図１と同様の補形器具であり； 図３は、図１の補形器具の側面図であり； 図４は、図１の補形器具の平面図であり； 図５は、中央部を省略した踝部の中央部を示した図１の補形器具の正面図であ り； 図６は、従来技術の補形器具の撓みと動きを示した模式図であり； 図７は、本発明の補形器具の撓みと動きを示す模式図で あり； 図８ａは、爪先領域の加重が上向きに懸けられた補形踝の理想状態を示す模式 図であり； 図８ｂは、懸けられた力及びモーメントを示す、踝の曲線模式図であり； 図８ｃは、結果的に生じた水平方向の撓みΔＸを示す踝部の模式図であり； 図９ａは、本発明及び従来器具の水平方向及び鉛直方向の撓みを示すチャート 図であり； 図９ｂは、図９ａで示した実験の実験装備を示す模式図である。 望ましい実施例の説明 本発明は、比較的堅い脚又はむこうすね部分及び実質的に小さな半径の踝部分を 使用した補形器具に関し、それらは、一緒になって、踝の関節における自然人の 足部の背屈及び足裏の屈曲（plantarflexion）により近似したものとするように 、曲がる点を制限するのに役立っている。”半径”若しくは”曲率半径”という 用語が本明細書において使用された場合には、単純な弧若しくは曲線に限定する ことを意味するものではなく、複雑な曲線もまた本発明の範囲内であることを意 図するものであることに注意すべきである。便宜上、これらの用語は説明を簡単 にするために使用され るが、当業者であれば、単純でない曲線でも同様に実施可能であることを理解で きよう。 詳細には、本発明は、比較的堅いむこうずね部分を有し、曲率半径が小さく且 つ柔軟性を有する課部分と協働して補形器具の撓み点を低くしている。この組み 合わせにより屈曲部分が限定され、そのため屈曲軸は補形器具上の負荷のセンタ ーラインにより近くなる。補形具の構造 図１に見られるように、本発明に係る補形具２０は、切断された脚の断端（図 には示していない）に固定でき且つそこからほぼ鉛直方向下向きに延びている柱 部材（パイロン部材）２２を備える。柱部材２２は好ましい実施例においては管 状の構造であり、該管状構造は、全ての方向に対する屈曲を防止するために、全 ての方向に対して同じ慣性モーメント（moment of inertia）を有する。重量的 には比較的軽く、材料を節約して生産コストの削減ができるように、管状部材２ ２は中空とされ、望ましくは、標準管状柱としての大きさを有する。 比較的大きな慣性モーメントを有し、断面が直線で囲まれているような堅い構 造も、ここで説明される利益を達成するために使用できる。柱部材２２の堅さは 、より堅くより密度の高い材料によっても得ることができる。 管状柱部材２２は、補形器具から取り外すことができ、補形具の残りの部分を 取り替えることなく柱部材を取り替えることができる。このため、本発明はより 広い範囲で適用することができる。 例えば、本発明の管状部材２２は、削ることができ、且つ成長過程にある切断 患者のように断端の長さが変わるような切断患者にも使用することができる。補 形を行う者は単に標準管状柱を適切な長さに切断するだけでよい。さらに、この ことにより、補形具の一部としての長く堅い脚部分を作る必要がない。従って、 本発明に係る補形具の生産においては必要となる原料は少量で済み、結果として 、生産コストの軽減が図られる。 図１に示されるように、足部２４は下方向に延びるように、柱部材２２に固定 される。好ましい実施例においては、足部２４は、比較的フラットで湾曲した面 と直線で囲まれた形状の断面を有する延長部材を備え、実質的に柔軟性及び耐久 性を持つ材料で作られる。また、足部２４は、ここで説明される効果と同様の効 果を得るために非直線形の断面とすることもできる。図１に見られるように、好 ましい実施例における足部２４は、柱部材２２からほぼ鉛直方向に下向きに延び 、踝の部分のあたりで曲がり、爪先部分２８に延びる。 好ましい実施例においては、足部２４の厚さは、該足部２４の幅に対してごく わずかであるため、前後方向に対して垂直な水平軸に関する慣性モーメントは、 ほぼ前後方向に沿う水平軸に関する慣性モーメントよりも実質的に小さい。この 構造により、前後方向内の垂直面内では曲げることが可能であり、他の方向の平 面に関しては曲げることが困難である。この構造はまた、ある程度の動きを許し ながらも過度の動きを防止することにより、ねじれの動きをコントロールする働 きをも有する。 図１、３及び４を参照すると、図１に見られるように足部２４が柱部材２２に 固定されるためには、足部の上部３０は、好ましい実施例においては、鉛直方向 に向けられる。図３に示されるように、取付具３２は柱部材２２の下端に配置さ れ、該取付具３２は足部２４の鉛直部３０が固定されるフラットな面を備える。 取付具は、柱部材２２の外側面に対応する形状の第１取付面３４と、足部２４に 対応する形状の第２取付面３６とを備える。望ましい実施例においては、取付具 の第１取付面３４は管状柱部材の外側面に対応するように湾曲しており、第２取 付面３６は足部のフラットな上部に対応するようにフラットにされている。 望ましくは、取付具３２は、柱部材２２に溶接され、２本のボルト３８を挿入 して固定するための２つの孔（図に は示していない）を備えている。足部及び取付具を介して２本のボルト３８を取 り付けて固定することにより、足部を柱部材の下端に固定できるようにするため に、足部の上部２４も、取付具に設けられている２つの孔に一致する２つの孔（ 図には示していない）を備える。本発明者による１９９２年３月２４日付の出願 第07/856,666号に開示された手段や一体的構造をより利用した手段のような、柱 部材と足部との固定のための他の手段も考えられる。 図３に示されるように、踝部分２６は、留め具３８によって着脱可能に柱２２ に取り付けられ、そして前結合部分４２において留め具４１を使って踵部分４０ に着脱可能に取り付けられる。従って、先に述べたように、踝部分２６と踵部分 ４０は補形具を調節するために他の同様な部材に交換することができる。 上述のように、足部２４が柱部材２２上の取付具３２から相対的に下方に延び るように、足部２４の上部３０は鉛直方向に揃えて並べられる。図３に示される ように、この鉛直部分に沿った足部２４の厚さは、爪先部分２８に沿った足部の 厚さよりも相対的に厚い。この厚さは、柱部材２２及び足部２４との連結のため の十分な堅さを与える。また、補形器具２０にかかる鉛直方向の負荷を支え、接 合点の過度の湾曲を制限するために、上部３０は相対的により 厚く作られている。鉛直に並んだ上部３０は全体的に一様な厚さと幅を有する。 望ましい実施例においては、図４に示されるように、足部２４は、上部の堅い 部分３０から爪先部分２８までほぼ同じ幅であり、爪先の先端４６は、実際の脚 に近づけるための様々な美容術に対応できるように丸くされている。望ましくは 、足部２４の幅は１．５インチから３インチの間とされ、より望ましくは約２イ ンチとされる。当然のことながら、当業者であれば、大きさ及びパラメータの異 なる補形足であっても、本発明の効果を達成できることはすぐに分かるものであ ろう。ここでの大きさ及びパラメータは、単に本発明の一実施例に過ぎない。 再び図３を参照すると、踵部分４０が足部２４に取り付けられており、該踵部 分４０は足部２４の下側で且つ踝部分２６及び爪先部分２８の間で固定されてい る。踵部分４０も比較的フラットであるが、曲がるようになっている。望ましい 実施例においては、該踵部分４０も直線で囲まれる断面を有しているが、別の実 施例においては、直線で囲まれる断面を備えている必要はない。踵部分４０も上 述したように、足部２４と同様に柔軟性があり且つ耐久性のある材料で形成され 、その厚さは幅よりもかなり小さいものとされる。従って、その撓みに対する特 性は、踝部分の撓 み特性と類似したものとなる。 踵部分４０は足部２４の前結合部分４２から後方へ延び、望ましい実施例にお いては、その幅よりも大きい長さを有する。踵部分４０の構成は、その幅に平行 な軸線回りは比較的柔軟であるが、その長手方向の軸線回り及び踵部分の表面に 対して垂直な軸線回りには柔軟ではない。 補形器具２０の下側の歩行面を一様にするために、図３に示されるように、１ 又は２の分かれた足底部材４４ａ及び４４ｂを具備することが本発明に含まれる 。前部足底部材４４ａは足部２４の爪先部分２８の下側に接着され、後部足底部 材４４ｂは踵部分４０の下側に接着される。足底部材４４ａ，ｂは足部２４及び 踵部分と同質の材料により形成されてもよく、又はウレタン若しくは硬質ゴムの ようなより柔軟な材料により製造されても良い。 本発明はグラファイト組成物若しくはラミネート状に配されたフィラメント構 造のような構造に樹脂を含浸させた高強度の材料から作られる。エポキシ接着剤 とともにカーボンフィラメントを使用することにより、本願出願人の米国特許第 4,547,913号及び第4,822,363号に記載されているような優れた効果が得られる。 特に、エネルギの吸収を比較的低くして装着者に高い移動性と比較的自然な感覚 を与えるために、本発明の足部２４及び踵部分４０は実質的に 弾力及び柔軟性を備えた高強度の樹脂含浸材料により形成される。 堅い柱部材２２もまた同様の材料で形成することもできる。しかし、柱部材の 堅さは、主にその管状の形状により与えられる。しかし、材料自体がある程度弾 力及び柔軟性を有しているため、管状の形状であるにもかかわらず、柱部材２２ はわずかに柔軟性を有する。しかし、本発明の構成は、前記材料を用いた構造に 限定されるものではなく、むしろこのような特性を有する材料であればそれを用 いて作ることができる。 望ましい実施例においては、柱部材２２は足部２４から除去可能であり、踵部 分４０は足部から除去可能ではあるが、本発明はこの組立方式に変えて一体的に 形成することもできる。この組立方式は、ナットとボルトを使用して行われる。踝部の湾曲 本発明の利益を与え、そして足部２４の屈曲箇所を限定し、そのことによって 人間の踝部分の背屈及び足裏の屈曲に近づけるために、足部は小さな半径で湾曲 している踝部分２６を備え、該踝部分２６は、下方向へ延びつつ曲がり、鉛直方 向に延びて並べられた上部３０に対してほぼ９０度の角度を有している爪先部分 ２８へとつながる。前記踝部 分２６の曲率半径”ｒ”（図３参照）は、望ましい実施例においては、ほぼ２イ ンチであり、望ましい範囲としては１／２インチから３インチである。好ましい 実施例においては、この湾曲は比較的一定半径の単純な弧とされるが、曲率半径 が変わる複雑な弧とすることもできる。このように曲率半径が小さいことと、柱 部材２２が比較的堅く足部２４の上部３０が比較的厚いこととが組合わさって作 用するため、屈曲軸を地面に対して低くすることができ、人間の踝部分により近 いものとすることができる。さらに上述のように、湾曲の軸を低くすることによ り、切断面を低くする今日の傾向に表されるような、より長い断端にも取り付け ることができる。この構成により、踝部分２６において柔軟性及び対応する曲げ 応力が集中するが、本発明の踝部分は、表１に関して以下でより詳細に説明する ように形成され、このため、曲げ応力に適切に抗しつつも、良好な動作特性を示 す。 好ましい実施例において、足部２４は図３に示されるように柱部材２２の背面 に固定される。このような中心線を外して揃えた配置とすることにより、好適に も、補形器具にかかる様々な負荷の中心線付近に屈曲軸を配置することができる 。このため、以下で詳細に説明するように、脚に鉛直方向の負荷がかかったとき にはモーメント力が減少し、 さらに爪先に鉛直方向の負荷がかかったときには水平方向の撓みが減少する。ま た中心線から外して後ろで取り付けることにより、爪先のレバーアーム部分を長 くしててこ作用をより強くして、撓みのバランスをとるのを助けることができる 。図３に見られるように、踝部分２６の曲率半径”ｒ”の中心軸は、実質的に柱 部材２２の下側端２２ａの下にあり且つ鉛直方向の中心線に近い位置にある。 この構成は、足部をさらに柔軟にし、エネルギの蓄積及び開放を可能としつつ も、足部２４の屈曲部分を低くして且つ限定する。足部が長ければより柔軟とな り、より多くのエネルギーの蓄積及び開放が可能となる傾向がある。足部２４を 柱部材２２の背面に接合することにより、足部は柱部材の下側端２２ａより上に 延びることとなり、屈曲軸を制限して低くして脚部により大きな柔軟性を持たせ ることができる。 足部２４を柱部材２２の背面に取り付けることにより、爪先部分のレバーアー ム部分が伸びるため、爪先の部分がさらに柔軟になり且つ足部のてこ作用も強化 することとなる。足部は、柱部材２２の背面から下方に延び、そして前方に延び るため、踝部分２６の屈曲軸に関してより大きなモーメントアームが得られる。 このようにてこ作用を増強することにより、切断患者は、通常の歩行で爪先が地 面か ら離れる段階において、よりうまくコントロールすることができる。足部２４は 柱部材の前面に取り付けることもできるが、爪先部分２８のレバーアーム部分が 短くなるため、補形具の前方部分に対する弾力及びエネルギーレスポンスが減少 する。 高い特性を有するこの種の足部補形具を設計する場合には多くのパラメータを 考慮しなければならない点に注意すべきである。主な設計パラメータは：（１） 補形具を比較的堅い上部柱に取り付ける場所；（２）主に曲率半径と厚さにより 決まる課部分の撓み特性；（３）爪先の長さ及び爪先部材の撓み特性；そして（ ４）踵の長さ及び踵部材の撓み特性である。全体の重さや美容術的適合性のよう な他の要素を考慮する必要があるが、これらはより重要な特性決定パラメータで ある。 さらに、これらのパラメータが多くの妥協若しくは条件の交換を象徴している ことは容易に理解される。例えば、ここで指摘するように、足部補形具の接合点 が比較的低い場合には、本発明の仕様の踝部分は比較的小さい半径となり、その ため最大のエネルギーレスポンスを制限することとなる。しかし、踝部分はある 程度鉛直方向の撓みの制限（又はここで説明されるように”バネ性”（springne ss）の減少）を伴うが、良好なエネルギーレスポンスを示すこ ととなり、より良いコントロール性と安定性を提供する。同時に、踝部分の湾曲 部は、以下で詳細に説明されるように、曲げ応力の集中に対応させるため、厚く しなければならない。さらに、踝部分の湾曲は適切な長さの踵に適応するために 地面から十分な余裕を設ける必要がある。従って、本発明の最良のデザインに到 達するためには多くの仕様上の交換を考えなくてはならない。 本発明の踝部分の設計により、最適の爪先及び踵の形状を達成でき、足部補形 具の全特性の協調を図ることができる。１つの詳細な例として、本発明に係る補 形具が約２インチの曲率半径”ｒ”である場合には、爪先のレバーアーム部分は 前接合点４２から爪先の先端まで約４．５（４−１／２）インチであり、対応す る踵のレバーアーム部分は同様の接合点から踵４０の先端まで約４．５（４−１ ／２）インチである。異なる大きさの多くの補形具が本発明に含まれるが、本発 明は安全性及び低コストを備えつつパフォーマンスの最適化を図ることができる ものである。 望ましい実施例は単体の柱部材２２に固定される単体の足部２４を備えるが、 柱部材の軸が足部の上部３０の軸と並ぶようにして、柱部材から一体的に延びる 足部とすることもできる。従来の器具の中には、同様の形状、即ち柔軟性を有す る足部が堅い上部から下方向へ延びる形状を有す るものもあるが、ここで説明されているような湾曲した踝部分２６の半径小さく 且つ屈曲軸が低い器具を詳細に開示しているものはない。 望ましい実施例において、柱部材２２は、足底部材４４ａ，ｂの底から約３． ５（３−１／２）インチの所まで延びる下端２２ａを備える。図３に見られるよ うにこの距離“ｈ”は、大きさ、重さ、弾力、跳ね返り、柔軟性、及び動き易さ 等の、切断患者の様々な好みに応じて調整できるが、柱部材２２の下端２２ａが 足底部材４４ａ，ｂから約５インチ以下で且つ約２．５（２−１／２）インチ以 上で延びているのであれば、即ち２．５（２−１／２）から５インチの範囲で延 びているのであれば、ここで説明されている効果は容易に得られる。 足部２４に関しての柱部材２２の正確な位置は、足部の長さ、厚さ、湾曲等の 要因の組み合わせにより決定される。柱部材２２の下端が足底部材４４ａ，ｂの 底に近づけば近づくほど、踝部分２６の半径は小さくなくてはならない。同時に 、半径が小さくなればなるほど、応力の集中がより限定的となるため、踝部分２ ６は厚くする必要がある。たとえ、踝部分２６の厚さの増加により、より堅くな っても、踝部分の性能を高めることにより、その実質的な柔軟性は担保できる。 踝部分２６の厚さを変えて、補形器具の弾力及びエネルギレスポンスがわずか に小さくできるため、本発明は、適度な動きで使用する人及びより大きな安定性 とコントロール性と引き替えに、最大の特性を少し犠牲にして使用する人にも十 分適用できる。さらに、本補形器具２０は人間の足の動きに似た動作及び特性を 達成できるため、ランニング、ジョギング及びジャンプにおける活動的な使用に は理想的である。踝部分における屈曲の集中及び水平方向の撓みの減少 本発明の１つの利点は、補形具の曲がり方若しくは撓み方にある。図６及び７ は従来技術での曲がり方を本発明に係る補形具の曲がり方と比較して示している 。容易に分かるように、従来の補形具は柔軟な補形脚及び踝部分の全体に亘って 広範囲で移動する。屈曲及び撓みは柔軟な部材の全体に亘って起きている。一方 、本発明にかかる柔軟な部材は湾曲した踝部分２６付近に屈曲が集中する傾向に ある。ただし、通常の歩行時においては、爪先部分２８までさらに撓むこととな る。図６及び７は、柔軟性部材の湾曲部、即ち踝部分の撓みを示している。 本発明の重要な特徴は、踝部分の曲率半径を小さくすることにより達成される 、屈曲の集中である。従来の装置では、比較的長い柔軟部材によって、柔軟部材 の全長に亘っ てより大きなエネルギを蓄えることができた。目的は、柔軟性部材の全長を介し て起こる屈曲及び撓みからよりよい性能を得ることだけであった。 しかし、比較的長い柔軟性部材及び大きな半径の踝部分を有していた従来の装 置は、前後方向において、過剰に弾力を持ち、過剰に撓む傾向があった。実際、 本発明の重要な利益の１つは、課部分の撓みにより起こる水平方向の動きを減少 させることである。 数学的に示されるように、湾曲部材の端に鉛直方向の負荷がかかったときには 、ある程度の曲率半径を有する湾曲部材は、鉛直方向及び水平方向の両方に撓む 。例えば、図８ａからｃに概略的に示されるように、上向きの力が湾曲部材の爪 先の先端にかかると、爪先部材は上方に撓み、それに対応して前方向へΔＸだけ 水平方向に撓む。図８ｃに見られるように、湾曲部材の爪先部分における上向き の力によって、鉛直方向の撓み成分と水平方向の撓み成分ΔＸの両方が生じる。 図８ｃのΔＸで示されるように、概略的には鉛直方向の撓みは水平方向の撓み を生み出すが、実際にはこの前向きの水平方向の撓みは、結果的に点Ｐに関して 相対的に後ろ向きの水平移動を生み出す。換言すれば、切断患者が爪先部分に負 荷をかけると、爪先部分はしっかり固定された状 態となり、爪先部分よりもむしろ補形具の後ろの端が動く。結果として、切断患 者が補形具の爪先に体重をかけると、水平方向の撓み成分は爪先方向に関して前 向きよりもむしろ後ろ向きとなる。実用面においては、このことは、切断患者が 爪先を固定して蹴る一歩ごとに爪先部分が上向きに撓み、そのために爪先に対し て後ろ向きに補形具自体即ち切断患者を動かすような水平方向の撓み成分が起こ る。以下で説明するように、この後ろ向きの水平移動により、切断患者はバラン スを崩し、補形具のコントロールが困難となる。 従って、本発明の重要な特徴は、切断患者が、爪先を置いて固定する際の前後 方向におけるこの水平移動若しくは撓み成分を減少させる点にある。本発明にか かる補形器具２０は、この水平方向の撓み成分を減少させることができるため、 切断患者を安定させ、より自然な感覚を与えることができる。一歩ごとの補形具 の後ろ向きの移動を減少させることにより、切断患者は、課部分の半径が大きい 従来の補形具が有していた不安定な弾力感を感じることはない。 ここで重要なことは、活動的な切断患者にとっては、さらにエネルギを蓄え、 よりよいエネルギレスポンスを与えるめに、踝部分の半径をより大きくすること が望ましい。しかし、通常それほど激しくは動かない切断患者が多いと いう観点から、補形具のコントロール性を改良することがより望ましい。従って 、本発明は、切断患者にコントロール性が増した補形具を提供する範囲での実質 的な改良を示しており、コントロール性が増すことにより、切断患者が補形具に 信頼を置きやすくし、結果として社会への適応及び社会復帰を改善する。 踝部分の曲率半径を小さくすることにより達成される水平撓み成分の減少は、 数学的に示すことができる。テスト結果もまた、補形器具の踝部分の曲率半径の 変化によって引き起こされる水平方向の撓みの量が劇的に異なることを示すこと となる。 まずはじめに、鉛直方向の撓みに関する水平方向の撓みの量を数学的に計算す ることができる。図８には、実験での踝の負荷の状況が概略的に示されている。 実質的に鉛直な部分５２、中間の湾曲部分５４及び下側の実質的に水平な部分５ ６を備えている足部材５０は上部端で点５８に固定されている。通常の歩行又は ランニング時に足の爪先が蹴る動作に似せて、足５０の爪先である点Ｔに上向き の力Ｆがかけられる。図８は、上部５２は実質的に堅い部材で曲がらないと仮定 した場合の、湾曲部分５４の力／モーメントの図である。上部５２は実質的に堅 いので、固定されたものとして示されている。点Ｐで示される下端は上向き の力Ｆ（または図８ｂの剪断力Ｖ）と、距離Ｌからｒを引いたものに力Ｆを掛け た値に等しいモーメントＭとを受ける。距離Ｌからｒを引いたものは、湾曲部分 ５４の下端から力Ｆが加えられる点までの部分５６の長さである。 R.J.Roark著“Formulas for Stress and Strain”第４版１８０頁を参照する と、上向きの力Ｆによって踝部分に起こる水平方向の撓みの量を鉛直方向の撓み に関して決定する次の式が得られる。 ΔＸ − 図８ｂ及び８ｃ中の点Ｐの水平方向の移動 Ｅ − 弾性係数 Ｉ − 慣性モーメント Ｍ − かけられたモーメント Ｖ − 鉛直方向の剪断負荷 Ｒ − 半径 θ − 半径に挟まれる角のラジアン表示例１ 踝部分の半径が２インチで０．２４インチの一定の厚さを有する本発明にかか る補形器具であって、 Ｅ＝20E⁶1b/nich² ｔ＝0.24インチ Ｉ＝bh³/12=(2(0.24)³)/12=0.0023inch⁴ Ｒ＝２インチ θ＝1.5708rad sinθ＝１ cosθ＝０ Ｌ＝８インチ とする。 切断患者の平均的体重を考慮して、Ｆ＝１５０1bの負荷をかけると、剪断負荷 Ｖは１５０1bとなり、かけられるモーメントＭは１５０Ｘ（８−２）＝９００イ ンチ1bとなる。 ΔＸ₁＝0.058インチ これは、鉛直方向の負荷Ｆによって点Ｐに起こる水平方向の撓みである。爪先部 分５６は水平であるため、点Ｐと点Ｔの間の爪先部分の全長に亘ってほとんど若 しくは全く水平方向の撓みが起こらない。さらに、水平な爪先部分５６は点Ｐを 越えて延びているため、水平方向の撓みは実質的には変化しないままでいるのに 対して、点Ｔにおける鉛直 方向の撓みはより大きくなる。したがって、鉛直上向きの力によって起こる補形 具の相対的な水平方向の撓みはほぼ０．０５８インチである。このことは、一歩 ごとに爪先に１５０ポンドの負荷がかかり補形器具が後ろに０．０５８インチ動 くことを意味する。例２ 図６に示されるような課部分の半径が５インチで０．２４インチの一定の厚さ を有する従来の補形器具であって、 Ｅ＝２０E⁶1b/inch２ ｔ＝0.24インチ Ｉ＝bh³/12=(2(0.24)³)/12=0.0023inch⁴ Ｒ＝５インチ θ＝1.5708rad sinθ＝１ cosθ＝０ Ｆ＝150lb Ｍ＝150(8-5)=450インチ1b ΔＸ₂＝0.343インチ これは、鉛直方向の負荷Ｆによって点Ｐに起こる水平方向 の撓みである。前述のように、水平な爪先部分５６の全長に亘って水平方向の撓 みはほとんど若しくは全く起こらない。したがって、０．３４３インチは補形具 の爪先部分にかかる上向きの１５０ポンドの力によって起こる水平方向の撓みの 量を示す。このことは、一歩ごとに、切断患者が補形具の爪先を付けると、切断 患者はほぼ０．３４インチの反作用的後方移動を体験することを意味する。 これらの例による結果から明らかに示されるように、より小さい半径を有する 本発明の課部分であれば、従来装置のより大きい半径の課部分よりも水平方向の 撓みをかなり少なくすることができる。実際、２インチの半径のものと５インチ の半径のものとを比較してみると、５インチの半径の踝部分は２インチの半径の 踝部分よりもほぼ６倍の水平撓みを起こすことが分かる。このことは、明らかに 、本発明は屈曲を踝部分に集中させるだけでなく、一歩ごとに補形器具がわずか に後方にシフトしているかのように切断患者が感じる望ましくない水平方向の撓 みを防止することも示している。本発明は水平方向の撓みを最小限にし、これに より、切断患者が補形具の使用中により大きなコントロール性と安定性を維持す ることができるようにしている。 前述の例の結果は、踝部分の厚さが一定である場合のものである。実際は本発 明の踝部分をテーパー状とすること によりさらに水平方向の撓みの量を減少させている。これは、上述のように、踝 部分２６の下側の部分をより撓みやすくすれば、踝部分のより上の部分よりもよ く撓むということに基づくものである。したがって、テーパー状の構造により屈 曲が踝部分の下の方に集中するため、水平方向の動きは相応じて減少する。 テストは、図９ａ及びｂに示されるように、点Ｅにおける実際の鉛直及び水平 の撓みを決定するために、本発明のプロトタイプ及び課部分の半径がほぼ５イン チの従来の装置を使用して行われた。装置は、上端を固定して、標準の負荷装置 によってテストされた。負荷は点Ｅに上向きに与えられ、点Ｅは踝部分の鉛直部 分からの水平距離が約６インチとなる場所が選ばれた。負荷は、１５０ポンドま でで１５０ポンドが含まれる。この上向きの負荷箇所は、上向きの力がかかる点 Ｅにおいて水平方向に移動できるように、ローラーにつながれている。 図９ａは、負荷が０から１５０ポンドでの水平方向及び鉛直方向の両方向の撓 みの量を示している。実験の結果は見事に劇的であった。本発明の鉛直及び水平 方向の撓みの量は実線で示され、従来の装置の鉛直及び水平方向の撓みの量は点 線で示される。点Ｅに１５０ポンドの負荷が与えられた場合、本発明の鉛直方向 の撓みはほぼ０．９インチ であり、同様の負荷によって起こる水平方向の撓みはわずかに約０．２インチで しかない。一方、従来の装置では点Ｐにかけられた１５０ポンドの負荷によって 起こる鉛直方向及び水平方向の撓みはかなり大きい。図９ａにおいて点線で示さ れる鉛直方向の撓みの量はほぼ１．７インチであり、水平方向の撓みはほぼ０． ７５インチである。これらの結果は、１５０ポンドの負荷が与えられた場合、従 来の装置は本発明の鉛直方向の動きと同程度水平方向に動くということを示して いる。 この違いは、水平方向の撓みと鉛直方向の撓みとの比によって表現することも できる。１５０ポンドの負荷が与えられた場合、本発明の水平方向の撓みと鉛直 方向の撓みの比は分数では０．２／０．９即ち０．２２となる。従来の装置にお ける鉛直方向の撓みに対する水平方向の撓みは分数では０．７５／１．７であり 、これは約０．４４である。この比は、一歩ごとに、爪先部分の鉛直方向の撓み が、鉛直方向の撓みの何分の一かに対応する後ろ向きの水平撓みを引き起こすと いうことを考えるときに、重要なものとなる。０．４４という比の場合、補形器 具は、鉛直方向の１インチごとに約０．４４インチ後方へ水平に移動する。逆に 、本発明の場合、後ろ向きの水平撓みの量は、鉛直方向の撓みの１インチごとに 約０．２２インチしかない。 鉛直方向の撓みに対する水平方向の撓みの比の改善にはいくつかの要素が寄与 する。技術的に知られ、数学的に示されるように、図８ｃに示される点Ｐにおけ る鉛直方向の撓みに対する水平方向の撓みの比は約０．５９の一定比に近い。も ちろん、これは、湾曲が単一半径の弧であるかどうか、及び湾曲が９０度の角度 範囲に亘って延びているかどうかによる。鉛直方向の撓みに対する水平方向の撓 みの比を減少させるものとしては、課部分の曲率半径を小さくし、爪先部分が課 部分から前に長く伸びるようにすることが考えられる。水平な爪先部分５６は鉛 直方向の撓みが増加しても水平方向にはほとんど若しくは全く撓まないため、爪 先部分５６をより長くすることにより、水平方向の撓みを増加させることなく鉛 直方向の撓みをさらに増加させることができる。踝部分の曲率半径を減少させる ことにより、爪先部分５６が踝部分の下からより長く延びることとなり、結果と して、付随する水平方向の撓みを増やすことなくさらに鉛直方向の撓みを増やす ことができる。この現象を使えば負荷が増加しても、水平方向の撓みと鉛直方向 の撓みとの比をかなり減少させることができる。 望ましくは、本発明において、１５０ポンドの負荷が与えられた場合、水平方 向の撓みΔＸは０．２５インチ以下とされ、０．５インチまでは許容できる。望 ましくは、点 Ｅ（又は点Ｔ）における鉛直方向の撓みに対する水平方向の撓みの比は、１／３ 以下とされ、０．５の比までは許容できる。図８ａを参照すると、上述のように 、この比は、踝部分の半径が大きいか小さいかによらず、点Ｐにおいて定数（０ ．５９）に近い。しかし、点Ｔにおける比は、半径の小ささ及び爪先部分の長さ によって変化する。踝部分の半径が小さければ、爪先部分５６は長くなり、結果 として水平方向の撓みを必然的に増加させることなく点Ｔにおける鉛直方向の撓 みが大きくなる。比は、踝部分から爪先部分に亘って厚さがテーパー状となって いるかどうかによっても変わる。爪先部分５６が薄くなれば、点Ｔにおける鉛直 方向の撓みがより大きくなり、結果として、エネルギの蓄積がより大きくなるが 、踝部分の水平方向の撓みは増加しない。踝部分のテーパー、踵及び爪先 図３に示されるように、足部２４はテーパー状に変化する厚さを有しており、 テーパーは足部において柔軟性として作用する。上部の鉛直部分３０は実質的に 一定の厚さであるが、踝部分２６の厚さは湾曲部分の上部“ａ”から中間部分“ ｂ”を通り下部“ｃ”へ先細となっている。 望ましくは、様々な大きさの切断患者のためにいくつかの標準的な厚さが設定 される。例えば、本発明にかかる補 形器具２０は“Ａ１”から“Ａ９”で呼ばれる９つのサイズが設定され、この場 合“Ａ１”は最も小さい切断患者用で最も薄く、“Ａ９”は最も大きい切断患者 用で最も厚い。以下の表１は、９つのサイズカテゴリーで、踝部分の上部、中間 部及び下部に対応する点“ａ”“ｂ”及び“ｃ”での厚さ“ｔ”を示している。 さらに、表１は、足部２４の幅が２インチとした場合の点“ａ”、“ｂ”及び“ ｃ”における屈曲軸回りの断面二次モーメント（area moment of inertia）“Ｉ ”を示している。 表１から分かるように、踝部分２６の下部“ｃ”の厚さは、サイズ“Ａ１”から “Ａ９”において、上部“ａ”の厚さの約７０パーセントである。しかし、断面 二次モーメントは所望の点における厚さの三乗に比例するため、踝部分２６の下 部における断面二次モーメントＩ_cは断面二次モーメントＩ_aの３１パーセントか ら３５パーセントの間の値となる。また、中間部における断面二次モーメントＩ_b は上部“ａ”における断面二次モーメントＩ_aの４８パーセントから５４パーセ ントの間の値となる。それぞれの部分にかかる力による撓みの量は断面二次モー メントに反比例するため、補形器具２０の曲げから生じる撓みの大部分は、課部 分２６の下部に起こり、より詳細には、踝部分の中間部“ｂ”の下に起こる。 湾曲部分２６の上部“ｃ”は下部“ａ”よりも厚いため、屈曲の大部分は湾曲 部分の下側の１／３の所から下側の１／２の所に起こる。これはさらに踝領域２ ６についての屈曲を局限させ、屈曲位置を下げることにもなる。湾曲部分２６の 上部“ａ”が堅ければ、それだけ屈曲に対する抵抗も若干ではあるが大きくなり 、その結果柱部材２２及びそれと整列して鉛直方向に延びる上部３０の堅さが幾 分下方まで維持されることとなる。 上述のように、補形具足の爪先部分及び踵部分の柔軟性 特性も、その全特性を決定するにあたって重要なパラメータとなる。これらの部 材のレバーアーム部分若しくは長さに加えて、当然に、それらの厚さ又はテーパ ー形状も柔軟性特性に影響を与える。従って、湾曲した踝部分２６の下部“ｃ” をより薄くし、爪先部分までテーパー状とすれば、補形具の爪先端４６にさらな る柔軟性を与えることができる。実際、好ましい実施例においては、爪先端４６ の厚さは、足部２４の鉛直方向に整列した上部３０の厚さの約１／３乃至１／２ である。踵部分４０もまた足部２４の鉛直方向に整列した上部３０より相対的に 薄く作られ、踵領域に柔軟性を与えている。踵部分４０にもテーパーを適用する ことができ、この場合足部２４の下側に接合されている踵部分の前端４０ａは踵 部分の後方端４０ｂよりわずかに厚くされる。 図１に示されるように、好ましい実施例においてはこれらの部材の１つ１つは テーパー状とされているが、本発明の利点の多くは、足部２４から踵部分４０ま で厚さが一定である場合も含めて、様々な厚さで得ることができる。しかし、こ れらの部材がテーパー状であることにより、さらに、テーパー状としなければ得 られない“感覚”が足部に与えられる。 爪先部分２８及び踵部分４０はより薄いため、踝部分２ ６及び鉛直方向に整列した上部３０よりも撓みやすくなる。この柔軟性は、人間 の足の動きの柔軟性に、より近くするために与えられる。人間の足においては、 様々な方向に対する足の動きを可能とするような多くの関節が配置されている。 例えば、足の前端部が足の残りの部分に対して動くように、中足が接合される。 足補形具の前端部を薄くすることにより、人間の足の柔軟性に、より近づけるた めのさらなる柔軟性が得られる。 望ましい実施例では幅は約２インチで一定であるが、足部２４の幅も変えるこ とができる。足部２４及び踵部分４０の幅も厚さと同様にテーパー状とすること ができ、そのようにすることによって、様々な軸に対する追加の抵抗若しくは柔 軟性を得ることができる。例えば、足部２４の幅を鉛直方向に延びる上部３０に 沿ってわずかに小さくして行けば、ねじりに対してさらに柔軟となる。動作 使用において、本発明にかかる足補形具２０はうまく機能し、自然人の足の動 きをまねる。本発明の仕様は踵がついてから爪先が離れるまでの滑らかで連続的 な踝の動きをまねている。踵がつくと、補形器具にかかった負荷が踵部分４０を 押し、踵部分がてこのように働いて、爪先部分２８において足裏の曲げを生じる 。切断患者の体重が依然補 形器具の後ろにかかっている場合は、踝部分２６は後方に曲がり、曲率半径が広 がる。踵部分４０及び踝部分２６が自然に元に戻るため、切断患者の体重は歩幅 の中間点より前にシフトされる。切断患者の重心が歩幅の中間の位置から爪先へ と負荷を移動させると、補形具は背屈し、踝部分２６が前方に曲がり、湾曲部分 がが９０度に対して小さくなる。爪先部分に負荷がかかると、切断患者の体重は 前方へシフトし、爪先部分２８が曲がる。爪先部分２８が曲がると、補形具が前 方に傾いた位置をとり、課部分２６が自然に元の位置に戻ろうとするため、切断 患者は爪先で蹴ってエネルギを開放するときに、前方に移動することとなる。爪 先部分２８を比較的柔軟に作ることにより、爪先の柔軟性が課部分２６から開放 されるエネルギと組合わさり、切断患者は、上にではなく前方に移動することと なる。 従って、本発明は、通常の踝の関節により似た補形具の部材の独特の組み合わ せを提供し、脚及び向こう臑は比較的堅く、屈曲の多くは低く制限された踝領域 及び柔軟な爪先部分及び踵部分で起こる。さらに、本発明は、過度の水平移動を 減らし、半径の小さい踝部分の屈曲を制限することにより、従来の器具にはなか ったより良いコントロール性と安定性を提供する。これらの特別の効果はここで 説明された発明により実施されるが、本発明は説明された特定 の実施例に限定されるものではない。また本発明には、これまで説明された効果 を達成できる他の実施例も含まれる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年２月２３日 【補正内容】 ［該特許は、脚部、］足部［及び踵部について、樹脂を含浸させた強化繊維構 造体を使用した補形足部及び脚部器具を開示しており、］これら三つの領域には 全て、実質的に弾力性的で比較的低いエネルギー吸収特性を発揮する柔軟性が与 えられているので、装着者に比較的自然な感触を与えつつ高度な移動可能性を与 えることができる。 該補形器具は更に、実質的に弾力的な脚部を有しており、該脚部の柔軟性は、 踵及び足部の柔軟性に対しさらに付け加わえられたものである。この柔軟性によ ってエネルギーの保存及び放出がさらに可能となり、補形具の弾性とエネルギー 応答性を増加させるが、脚部がさらに柔軟になることで、柔軟でなく弾力的では ない人間の足の脛骨及び腓骨とは異なり、補形具は幾分バネのような状態となる 。 米国特許第４，８２２，３６３号において出願人は、脚部上部の下で屈曲が生 じるように臑部に一定硬度を与える試みを行った。しかし上述の特許の補形器具 と同様、補形器具の柔軟性及び弾性は、臑部、足部、及び踵部を含み、底部まで の補形器具の２５．４ｃｍ（１０インチ）までの脚部下部領域全体に集中してい た。脚部下部領域の柔軟性が少しでもなくなると、補形具はエネルギーを保存し 開放する能力の重要な部分が失われてしまうと考えられていた。硬質臑部の下端 と地面との間の間隙が少なくとも２５．４ ｃｍ（１０インチ）あれば、柔軟臑部及び踝領域の湾曲部が滑らかで連続的なも のとなり、この従来器具の弾性及びエネルギー応答性は、使用時に停止したり激 しく上下動したりせず、優れたものであった。さらに、構造的な観点から言うと 、臑及び踝領域の滑らかな湾曲部は、実質的に半径を有するように調整すること ができ、これにより補形具に応力が集中することを回避できる。比較的大半径の 漸次的湾曲部（場合によっては複雑［で単純な湾曲となっていない）］となって いるため、［湾曲部材の下部は良好な弾性と柔軟性とを有する機能を備えた比較 的長尺の踵部のための空間とされていた。］ 図３に［示されるように］、この鉛直部分に沿った足部２４の厚さは、爪先部分 ２８に沿った足部の厚さよりも相対的に厚い。この厚さは、柱部材２２及び足部 ２４との連結のための十分な堅さを与える。また、補形器具２０にかかる鉛直方 向の負荷を支え、接合点の過度の湾曲を制限するために、上部３０は相対的によ り厚く作られている。鉛直に並んだ上部３０は全体的に一様な厚さと幅を有する 。 望ましい実施例においては、図４に示されるように、足部２４は、上部の堅い 部分３０から爪先部分２８までほぼ同じ幅であり、爪先の先端４６は、実際の脚 に近づけるための様々な美容術に対応できるように丸くされている。望ましくは 、足部２４の幅は３．８cm（１．５インチ）から７．６cm（３インチ）の間とさ れ、より望ましくは約５．１cm（２インチ）とされる。当然のことながら、当業 者であれば、大きさ及びパラメータの異なる補形足であっても、本発明の効果を 達成できることはすぐに分かるものであろう。ここでの大きさ及びパラメータは 、単に本発明の一実施例に過ぎない。 再び図３を参照すると、踵部分４０が足部２４に取り付けられており、該踵部 分４０は足部２４の下側で且つ踝部分２６及び爪先部分２８の間で固定されてい る。踵部分４０も比較的フラットであるが、曲がるようになっている。 望ましい実施例においては、該踵部分４０も直線で囲まれる断面を有しているが 、別の実施例においては、直線で囲まれる断面を備えている必要はない。踵部分 ４０も上述したように、足部２４と同様に柔軟性かあり且つ耐久性のある材料で 形成され、その厚さは幅よりもかなり小さいものとされる。従って、その撓みに 対する特性は、踝部分の撓み特性と類似したものとなる。 踵部分４０は足部２４の前結合部分４２から後方へ延び、望ましい実施例にお いては、その幅よりも大きい長さを有する。踵部分４０の構成は、［その幅に平 行な軸線回りは比較的柔軟であるが、その長手方向の軸線回り及び踵部分の表面 に対して垂直な軸線回りには柔軟ではない］。 ［望ましい実施例においては、柱部材２２は足部２４から除去可能であり、踵部 分４０は足］部［から除去可能ではあるが、本発明はこの組立方式に変えて一体 的に形成することもできる］。この組立方式は、ナットとボルトを使用して行わ れる。踝部の湾曲 本発明の利益を与え、そして足部２４の屈曲箇所を限定し、そのことによって 人間の踝部分の背屈及び足裏の屈曲に近づけるために、足部は小さな半径で湾曲 している踝部分２６を備え、該踝部分２６は、下方向へ延びつつ曲がり、鉛直方 向に延びて並べられた上部３０に対してほぼ９０度の角度を有している爪先部分 ２８へとつながる。前記踝部分２６の曲率半径”ｒ”（図３参照）は、望ましい 実施例においては、ほぼ5.1cm（２インチ）であり、望ましい範囲としては1.3cm から7.6cm（１／２インチから３インチ）である。好ましい実施例においては、 この湾曲は比較的一定半径の単純な弧とされるが、曲率半径が変わる複雑な弧と することもできる。このように曲率半径が小さいことと、柱部材２２が比較的堅 く足部２４の上部３０が比較的厚いこととが組合わさって作用するため、屈曲軸 を地面に対して低くすることができ、人間の踝部分により近いものとすることが できる。さらに上述のように、湾曲の軸を低くする ことにより、切断面を低くする今日の傾向に表されるような、より長い断端にも 取り付けることができる。この構成により、踝部分２６において柔軟性及ひ対応 する曲げ応力が集中するが、本発明の踝部分は、表１に関して以下でより詳細に 説明するように形成され、このため、曲げ応力に適切に抗しつつも、良好な動作 特性を示す。 好ましい実施例において、足部２４は図３に示されるように柱部材２２の背面 に固定される。このような中心線を外して揃えた配置とすることにより、好適に も、補形器具にかかる様々な負荷の中心線付近に屈曲軸を配置することができる 。このため、［以下で詳細に説明するように、］脚に鉛直方向の［負荷］がかか ったときにはモーメント力が減少し、さらに爪先に鉛直方向の負荷がかかったと きには水平方向の撓みが減少する。 ［主な設計パラメータは：（１）補形具を比較的堅い上部柱に取り付ける場所； （２）主に曲率半径と厚さにより決まる踝部分の撓み特性；（３）爪先の長さ及 び爪先部材の撓み特性；そして（４）踵の長さ及び］踵部材の［撓み特性である ］。全体の重さや美容術的適合性のような他の要素を考慮する必要があるが、こ れらはより重要な特性決定パラメータである。 さらに、これらのパラメータが多くの妥協若しくは条件の交換を象徴している ことは容易に理解される。例えば、ここで指摘するように、足部補形具の接合点 が比較的低い場合には、本発明の仕様の踝部分は比較的小さい半径となり、その ため最大のエネルギーレスポンスを制限することとなる。しかし、踝部分はある 程度鉛直方向の撓みの制限（又はここで説明されるように”バネ性”（springne ss）の減少）を伴うが、良好なエネルギーレスポンスを示すこととなり、より良 いコントロール性と安定性を提供する。同時に、踝部分の湾曲部は、以下で詳細 に説明されるように、曲げ応力の集中に対応させるため、厚くしなければならな い。さらに、踝部分の湾曲は適切な長さの踵に適応するために地面から十分な余 裕を設ける必要がある。従って、本発明の最良のデザインに到達するためには多 くの仕様上の交換を考えなくてはならない。 本発明の踝部分の設計により、最適の爪先及び踵の形状を達成でき、足部補形 具の全特性の協調を図ることができる。１つの詳細な例として、本発明に係る補 形具が約5.1cm（２インチ）の曲率半径”ｒ”である場合には、爪先のレバーア ーム部分は前接合点４２から爪先の先端まで約11.4cm（４．５インチ）であり、 対応する踵のレバーアーム部分は同様の接合点から踵４０の先端まで約11.4cm（ ４．５インチ）である。異なる大きさの多くの補形具が本発明に含まれるが、本 発明は安全性及び低コストを備えつつパフォーマンスの最適化を図ることができ るものである。 望ましい実施例は単体の柱部材２２に固定される単体の足部２４を備えるが、 柱部材の軸が足部の上部３０の軸と並ぶようにして、柱部材から一体的に延びる 足部とすることもできる。従来の器具の中には、同様の形状、即ち柔軟性を有す る足部が堅い上部から下方向へ延びる形状を有するものもあるが、ここで説明さ れているような湾曲した踝部分２６の半径小さく且つ屈曲軸が低い器具を詳細に 開示しているものはない。 望ましい実施例において、柱部材２２は、足底部材４４ａ，ｂの底から約8.9c m（３．５インチ）の所まで延びる下端２２ａを備える。図３に見られるように この距離“ｈ”は、大きさ、重さ、弾力、跳ね返り、柔軟性、及び動き易 さ等の、切断患者の様々な好みに応じて調整できるが、柱部材２２の下端２２ａ が足底部材４４ａ，ｂから約12.7cm（５インチ）以下で且つ約6.4cm（２．５イ ンチ）以上で延びているのであれば、即ち6.4cmから12.7cm（２．５インチから ５インチ）の範囲で延びているのであれば、ここで説明されている効果は容易に 得られる。 足部２４に関しての柱部材２２の正確な位置は、足部の長さ、厚さ、湾曲等の 要因の組み合わせにより決定される。柱部材２２の下端が足底部材４４ａ，ｂの 底に近づけば近づくほど、課部分２６の半径は小さくなくてはならない。同時に 、半径が小さくなればなるほど、応力の集中がより限定的となるため、踝部分２ ６は厚くする必要がある。たとえ、課部分２６の厚さの増加により、より堅くな っても、踝部分の性能を高めることにより、その実質的な柔軟性は担保できる。 踝部分２６の厚さを変えて、補形器具の弾力及びエネルギレスポンスがわずか に小さくできるため、本発明は、適度な動きで使用する人及びより大きな安定性 とコントロール性と引き替えに、最大の特性を少し犠牲にして使用する人にも十 分適用できる。さらに、本補形器具２０は［人間の足の動きに似た］動作及び特 性を達成できるため、［ランニング、ジョギング及びジャンプにおける活動的な 使用に は理想的である。］ ［R.J.Roark著“Formulas for Stress and Strain”第４版１８０頁を参照す ると］、上向きの力Ｆによって踝部分に起こる［水平方向の撓みの量を］鉛直方 向の撓み［に関して決定する次の式が得られる］。 ΔＸ − 図８ｂ及び８ｃ中の点Ｐの水平方向の移動 Ｅ − 弾性係数 Ｉ − 慣性モーメント Ｍ − かけられたモーメント Ｖ − 鉛直方向の剪断負荷 Ｒ − 半径 θ − 半径に挟まれる角のラジアン表示例１ 踝部分の半径が5.1cm（２インチ）で0.61cm（０．２４インチ）の一定の厚さ を有する本発明にかかる補形器具であって、 Ｅ＝0.138E⁶ MPa=13.8E⁶N/cm²(20E⁶lb/nich²) ｔ＝0.61cm(0.24インチ) Ｉ＝bh³/12=(5.1(0.61)³)/12=0.096cm⁴(0.0023inch⁴) Ｒ＝5.1cm(２インチ) θ＝1.5708rad sinθ＝１ cosθ＝０ Ｌ＝20.3cm(８インチ) とする。 切断患者の平均的体重を考慮して、Ｆ＝67.9Kg（１５０1b_m）の負荷をかける と、剪断負荷Ｖは666N（１５０1b_f）となり、かけられるモーメントＭは666Ｘ（ 0.203−0.051）＝101.5N-m（９００インチ-1b_f）となる。 ΔＸ₁＝0.15cm(0.058インチ) これは、鉛直方向の負荷Ｆによって点Ｐに起こる水平方向の撓みである。爪先部 分５６は水平であるため、点Ｐと点Ｔの間の爪先部分の全長に亘ってほとんど若 しくは全く水平方向の撓みが起こらない。さらに、水平な爪先部分５６は点Ｐを 越えて延びているため、水平方向の撓みは実質的には変化しないままでいるのに 対して、点Ｔにおける鉛直方向の撓みはより大きくなる。したがって、鉛直上向 きの力によって起こる補形具の相対的な水平方向の撓みはほぼ0.15cm（０．０５ ８インチ）である。このことは、一歩ごと に爪先に67.9Kg（１５０ポンド）の負荷がかかり補形器具が後ろに0.15cm（０． ０５８インチ）動くことを意味する。例２ 図６に示されるような課部分の半径が12.7cm（５インチ）で0.61cm（０．２４ インチ）の一定の厚さを有する従来の補形器具であって、 Ｅ＝0.138E⁶MPa＝13.8E⁶N/cm²(２０E⁶1b/inch²) ｔ＝0.61cm(0.24インチ) Ｉ＝bh³/12=(5.1(0.61)³)/12=0.096cm⁴(0.0023inch⁴) Ｒ＝12.7cm(５インチ) θ＝1.5708rad sinθ＝１ cosθ＝０ Ｆ＝666N(1501b_f) Ｍ＝666(0.203-0.051)=50.75N-m(450インチ-1b_f) ΔＸ₂＝0.87cm(0.343インチ) これは、鉛直方向の負荷Ｆによって点Ｐに起こる水平方向の撓みである。前述の ように、水平な爪先部分５６の全長に亘って水平方向の撓みはほとんど若しくは 全く起こらな い。したがって、0.87cm（０．３４３インチ）は補形具の爪先部分にかかる67.9 Kg（１５０ポンド）の負荷によって起こる水平方向の撓みの量を示す。このこと は、一歩ごとに、切断患者が補形具の爪先を付けると、切断患者はほぼ０。８７ ｃｍ（０．３４インチ）の反作用的後方移動を体験することを意味する。 これらの例による結果から明らかに示されるように、より小さい半径を有する 本発明の踝部分であれば、従来装置のより大きい半径の踝部分よりも水平方向の 撓みをかなり少なくすることができる。実際、5.1cm（２インチ）の半径のもの と12.7cm（５インチ）の半径のものとを比較してみると、12.7cm（５インチ）の 半径の踝部分は5.1cm（２インチ）の半径の踝部分よりもほぼ６倍の水平撓みを 起こすことが分かる。このことは、明らかに、本発明は屈曲を踝部分に集中させ るだけでなく、一歩ごとに補形器具がわずかに後方にシフトしているかのように 切断患者が感じる望ましくない水平方向の撓みを防止することも示している。本 発明は水平方向の撓みを最小限にし、これにより、切断患者が補形具の使用中に より大きなコントロール性と安定性を維持することができるようにしている。 前述の例の結果は、踝部分の厚さが一定である場合のものである。実際は本発 明の踝部分をテーパー状とすること によりさらに水平方向の撓みの量を減少させている。これは、上述のように、踝 部分２６の下側の部分をより撓みやすくすれは、踝部分のより上の部分よりもよ く撓むということに基づくものである。したがって、テーパー状の構造により屈 曲が踝部分の下の方に集中するため、水平方向の動きは相応じて減少する。 テストは、図９ａ及びｂに示されるように、点Ｅにおける実際の鉛直及び水平 の撓みを決定するために、本発明のプロトタイプ及び踝部分の半径がほぼ12.7cm （５インチ）の従来の装置を使用して行われた。装置は、上端を固定して、標準 の負荷装置によってテストされた。負荷は、踝部分の鉛直部分からの水平距離が 約15.2cm（６インチ）となる場である点Ｅに上向きに与えられた。上向きの力Ｆ は、切断者により器具にかけられた67.9Kg（１５０ポンド）の負荷により引き起 こされる反作用に対応する力である。この上向きの負荷箇所は、上向きの力がか かる点Ｅにおいて水平方向に移動できるように、ローラーにつながれている。 図９ａは、負荷が０から67.9Kg（１５０ポンド）での水平方向及び鉛直方向の 両方向の撓みの量を示している。実験の結果は見事に劇的であった。本発明の鉛 直及び水平方向の撓みの量は実線で示され、従来の装置の鉛直及び水平方向の撓 みの量は点線で示される。点Ｅに67.9Kg（１５０ポ ンド）の負荷が与えられた場合、本発明の鉛直方向の撓みはほぼ2.3cm（０．９ インチ）であり、同様の負荷によって起こる水平方向の撓みはわすかに約0.5cm （０．２インチ）でしかない。一方、従来の装置では点Ｐにかけられた67.9Kg（ １５０ポンド）の負荷によって起こる鉛直方向及び水平方向の撓みはかなり大き い。図９ａにおいて点線で示される鉛直方向の撓みの量はほぼ4.3cm（１．７イ ンチ）であり、水平方向の撓みはほぼ1.9cm（０．７５インチ）である。これら の結果は、67.9Kg（１５０ポンド）の負荷が与えられた場合、従来の装置は本発 明の鉛直方向の動きと同程度水平方向に動くということを示している。 この違いは、水平方向の撓みと鉛直方向の撓みとの比によって表現することも できる。67.9Kg（１５０ポンド）の負荷が与えられた場合、本発明の水平方向の 撓みと鉛直方向の撓みの比は分数では0.5/2.3（０．２／０．９）即ち０．２２ となる。従来の装置における鉛直方向の撓みに対する水平方向の撓みは分数では 1.9/4.3（０．７５／１．７）であり、これは約０．４４である。この比は、一 歩ごとに、爪先部分の鉛直方向の撓みが、鉛直方向の撓みの何分の一かに対応す る後ろ向きの水平撓みを引き起こすということを考えるときに、重要なものとな る。０．４４という比の場合、補形器具は、鉛直方向の１cm（１インチ）ごとに 約１． １cm（０．４４インチ）後方へ水平に移動する。逆に、本発明の場合、後ろ向き の水平撓みの量は、鉛直方向の撓みの１cm（１インチ）ごとに約0.56cm（０．２ ２インチ）しかない。 鉛直方向の撓みに対する水平方向の撓みの比の改善にはいくつかの要素が寄与 する。技術的に知られ、数学的に示されるように、図８ｃに示される点Ｐにおけ る鉛直方向の撓みに対する水平方向の撓みの比は約０．５９の一定比に近い。も ちろん、これは、湾曲が単一半径の弧であるかどうか、及び湾曲が９０度の角度 範囲に亘って延びているかどうかによる。鉛直方向の撓みに対する水平方向の撓 みの比を減少させるものとしては、踝部分の曲率半径を小さくし、爪先部分が踝 部分から前に長く伸びるようにすることが考えられる。水平な爪先部分５６は鉛 直方向の撓みが増加しても水平方向にはほとんど若しくは全く撓まないため、爪 先部分５６をより長くすることにより、水平方向の撓みを増加させることなく鉛 直方向の撓みをさらに増加させることができる。踝部分の曲率半径を減少させる ことにより、爪先部分５６が踝部分の下からより長く延びることとなり、結果と して、付随する水平方向の撓みを増やすことなくさらに鉛直方向の撓みを増やす ことができる。この現象を使えば負荷が増加しても、水平方向の撓みと鉛直方向 の撓みとの比をかなり減少させることができる。 望ましくは、本発明において、67.9Kg（１５０ポンド）の負荷が与えられた場 合、水平方向の撓みΔＸは0.64cm（０．２５インチ）以下とされ、1.3cm（０． ５インチ）までは許容できる。望ましくは、点Ｅ（又は点Ｔ）における鉛直方向 の撓みに対する水平方向の撓みの比は、１／３以下とされ、０．５の比までは許 容できる。図８ａを参照すると、上述のように、この比は、課部分の半径が大き いか小さいかによらず、点Ｐにおいて定数（０．５９）に近い。しかし、点Ｔに おける比は、半径の小ささ及び爪先部分の長さによって変化する。課部分の半径 が小さければ、爪先部分５６は長くなり、結果として水平方向の撓みを必然的に 増加させることなく点Ｔにおける鉛直方向の撓みが大きくなる。比は、踝部分か ら爪先部分に亘って厚さがテーパー状となっているかどうかによっても変わる。 爪先部分５６が薄くなれば、点Ｔにおける鉛直方向の撓みがより大きくなり、結 果として、エネルギの蓄積がより大きくなるが、踝部分の水平方向の撓みは増加 しない。踝部分のテーパー、踵及び爪先 図３に示されるように、足部２４はテーパー状に変化する厚さを有しており、 テーパーは足部において柔軟性として作用する。上部の鉛直部分３０は実質的に 一定の厚さであるが、踝部分２６の厚さは湾曲部分の上部“ａ”から中 間部分“ｂ”を通り下部“ｃ”へ先細となっている。 望ましくは、様々な大きさの切断患者のためにいくつかの標準的な厚さが設定 される。例えば、本発明にかかる補形器具２０は“Ａ１”から“Ａ９”で呼ばれ る９つのサイズが設定され、この場合“Ａ１”は最も小さい切断患者用で最も薄 く、“Ａ９”は最も大きい切断患者用で最も厚い。以下の表１は、９つのサイズ カテゴリーで、踝部分の上部、中間部及び下部に対応する点“ａ”“ｂ”及び“ ｃ”での厚さ“ｔ”を示している。さらに、表１は、足部２４の幅が5.1cm（２ インチ）とした場合の点“ａ”、“ｂ”及び“ｃ”における屈曲軸回りの断面二 次モーメント（area moment of inertia）“Ｉ”を示している。 踵部分４０もまた足部２４の鉛直方向に整列した上部３０より相対的に薄く作ら れ、踵領域に柔軟性を与えている。踵部分４０にもテーパーを適用することがで き、この場合足部２４の下側に接合されている踵部分の前端４０ａは踵部分の後 方端４０ｂよりわずかに厚くされる。 図１に示されるように、好ましい実施例においてはこれらの部材の１つ１つは テーパー状とされているが、本発明の利点の多くは、足部２４から踵部分４０ま で厚さが一定である場合も含めて、様々な厚さで得ることができる。しかし、こ れらの部材がテーパー状であることにより、さらに、テーパー状としなければ得 られない“感覚”が足部に与えられる。 爪先部分２８及び踵部分４０はより薄いため、踝部分２６及び鉛直方向に整列 した上部３０よりも撓みやすくなる。この柔軟性は、人間の足の動きの柔軟性に 、より近くするために与えられる。人間の足においては、様々な方向に対する足 の動きを可能とするような多くの関節が配置されている。例えば、足の前端部が 足の残りの部分に対して動くように、中足が接合される。足補形具の前端部を薄 くすることにより、人間の足の柔軟性に、より近づけるためのさらなる柔軟性が 得られる。 望ましい実施例では幅は約5.1cm（２インチ）で一定であ るが、足部２４の幅も変えることができる。足部２４及び踵部分４０の幅も厚さ と同様にテーパー状とすることができ、そのようにすることによって、様々な軸 に対する追加の抵抗若しくは柔軟性を得ることができる。例えば、足部２４の幅 を鉛直方向に延びる上部３０に沿ってわずかに小さくして行けば、ねじりに対し てさらに柔軟となる。動作 使用において、本発明にかかる足補形具２０はうまく機能し、［自然人の足］ の動きをまねる。 請求の範囲 １． 柱又はソケットに固定される構成とされた上部と； 該上部から前下方に延び、通常の歩行及び走行活動中に於いて屈曲できる構成 とされ、該屈曲の実質部分が生じる屈曲軸線であって通常の人間の課接合部又は その回りに位置する屈曲軸線を中心に略７．６ｃｍ（３．０インチ）未満の規定 曲率半径を有する実質的に弾力性を有する湾曲状踝部と； 該踝部と一体的に成形され、該踝部から前方且つ実質的に水平方向に延びる爪 先部と； 前記踝部から後方に延びる踵部と； を備えたことを特徴とする切断患者を地表面に対し弾性的且つ動力学的に支持す るための補形足。 ２． 前記踝部の曲率半径は、略５．０８ｃｍ（２．０インチ）であることを特 徴とする請求項１に記載の補形足。 ３． 前記屈曲軸線は、前記地表面から略８．９ｃｍ（３．５インチ）を越えな いところに位置することを特徴とする請求項１に記載の補綴足。 ４． 前記足は、前記踝部から前記爪先部にかけてテーパー状となっており、実 質的に均一な応力の集中が確保されることを特徴とする請求項１に記載の補形足 。 ５． 前記踵部は、前記踝部及び前記爪先部の間の一定の地点で選択的に着脱さ れる構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の補形足。 ６． 前記踵部は、前記踝部又は前記爪先部に対して永久的に取り付けられてい ることを特徴とする請求項１に記載の補形足。 ７． 前記足は、管状柱にに選択的に着脱される構成とされていることを特徴と する請求項１に記載の補形足。 ８． 取付部材が、前記切断患者の前方向に対して前記柱の後ろ側に取り付けら れており、該取付部材は、前記足を受け入れるための鉛直方向に位置合わせされ た取付表面を有していることを特徴とする請求項７に記載の補形足。 ９． 前記柱は、円柱状の柱であることを特徴とする請求項８に記載の補形足。 １０． 前記足は、柱に永久的に取り付けられていることを特徴とする請求項１ に記載の補形足。 １１． 前記爪先部の厚みは、前記踝部の厚みの略三分の一から二分の一の間に あることを特徴とする請求項１に記載の補形足。 １２． 前記踵部の厚みは、前記上部の厚みの略三分の一から二分の一の間にあ ることを特徴とする請求項１に記載の補形足。 １３． 前記爪先部及び前記踵部は、実質的に平坦で、且つ同一平面状に存在す ることを特徴とする請求項１に記載の補形足。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 上端及び下端を有する管状脚部部材と； 前記管状脚部部材の前記下端に取付られ、エネルギーを装着と同時に保存及び 開放するようにされ、前後方向に長さを有し、該前後方向に対して直角方向に幅 を有し、該幅に対して直角な軸を中心とした慣性モーメント（moment of inerti a）よりも小さい、該幅に平行な軸を中心とする慣性モーメントを有する柔軟性 足部材と； を備えた切断患者を地面に対して支持するための補形器具であって、前記足部材 は： 前記管状脚部部材に取り付けられるようにされた実質的に鉛直方向を向く上部 と； 前記上部から下方に延びそこから前方に向かって湾曲する湾曲状の中間位置の 踝部と； 該踝部から延び、前方向に延伸して実質的に水平方向を向く爪先部と； 後方延伸踵部と； を備えており、 切断患者が前記補形具の前記爪先部に荷重を懸けると、荷重を懸けた結果とし て前記爪先部の前端に於いて上方向への力が発生して該爪先部を上方に曲げ若し くは撓ませ、該上方向への撓みによって発生した水平方向への関係する 撓みは、前記上方向への撓みの三分の１未満に制限されていることを特徴とする 補形器具。 ２． 前記管状脚部部材の前記下端は、前記足部材の底部から５インチを超えな い範囲で終端していることを特徴とする請求項１に記載の補形器具。 ３． 前記踝部は、３インチ未満又は３インチに等しい曲率半径を有しているこ とを特徴とする請求項１に記載の補形器具。 ４． 前記上部は、実質的に鉛直方向に位置合わせされており、前記爪先部は実 質的に水平方向に位置合わせされており、これに対する角度は略９０°となって いることを特徴とする請求項１に記載の補形器具。 ５． 前記足部材はテーパー状となっているので、前記上部の厚みが前記爪先部 の厚みよりも大きく、前記踝部は、上端が比較的厚く下端が比較的薄いテーパー 状となっていることを特徴とする請求項１に記載の補形器具。 ６． 前記踵部がテーパー状となっているので、前記踵部 の前端は該踵部の後端より比較的厚くなっていることを特徴とする請求項１に記 載の補形器具。 ７． 前記踵部は、前記足部材の残りの部分に着脱自在に装着されていることを 特徴とする請求項１に記載の補形器具。 ８． 前記踵部は、少なくとも一つのナット及びボルト部材で取付られているこ とを特徴とする請求項７に記載の補形具。 ９． 前記足部材は、前記切断患者の前方向に対し前記管状脚部部材の後ろ側に 取付られ、前記脚部部材は鉛直方向に位置合わせされた取付面を有していること を特徴とする請求項１に記載の補形器具。 １０． 前記足部材の上部は、少なくとも一つのナット及びボルト部材によって 前記脚部部材の取付面に取付られていることを特徴とする請求項９に記載の補形 器具。 １１． 取付部材が前記管状脚部部材の前記下端に取り付けられているので、前 記足部材は該取付部材に取り付けら れていることを特徴とする請求項１に記載の補形器具。 １２． パッド部材が前記踵部材に取付られており、第２パッド部材が前記爪先 部に取付られていることを特徴とする請求項１に記載の補形器具。 １３． 上端及び下端を有する実質的に硬質の脚部部材と； 前記脚部部材の下端近傍に取り付けられ、前後方向に長さを有し、該前後方向 に対して直角方向に幅を有しており、該幅に対して直角な軸を中心とした慣性モ ーメントよりも小さい、該幅に対して平行な軸を中心とする慣性モーメントを有 し、装着と同時にエネルギーを保存しこれを開放するようにされた柔軟性足部材 と； を備えた切断患者を地面に対して支持するための補形器具であって、前記足部材 は： 前記脚部部材に固定された上部と； 前記上部から前下方に延び、３インチ以下の曲率半径を有する湾曲状踝部と； 該踝部から延びる前方向延伸爪先部と； 後方延伸踵部と； を備えており、 切断患者が前記補形具の前記爪先部に荷重を懸けると、該爪先部の前端に於い て結果として発生する上向きの力により前記踵部が上方に撓み、該上方向への撓 みに関連する、結果として発生する水平方向への撓みは、前記上方向への撓みの 三分の１未満に制限されていることを特徴とする補形器具。 １４． 前記上部及び前記踵部は位置合わせされているので、互いに対して略９ ０°の角度位置にあることを特徴とする請求項１３に記載の補形器具。 １５． 前記上方向への撓みに関連する前記水平方向への撓みは、該上方向への 撓みの四分の１未満に制限されていることを特徴とする請求項１３に記載の補形 器具。 １６． 前記踵部は、前記足部材の残りの部分に着脱可能に取付られていること を特徴とする請求項１３に記載の補形器具。 １７． 前記足部材は、前記実質的に硬質な脚部部材に着脱自在に取り付けられ ていることを特徴とする請求項１３に記載の補形器具。 １８． 前記足部材の上部は、切断患者の前方に対して前記実質的に硬質な脚部 部材の後ろ側に取り付けられており、該上部は、前記実質的に硬質な脚部部材の 下端近傍に於いて該実質的に硬質な脚部部材に取り付けられた取付部材に取り付 けられていることを特徴とする請求項１３に記載の補形器具。 １９． 前記実質的に硬質な脚部部材は、形状が管状となっていることを特徴と する請求項１９に記載の補形器具。 ２０． 切断患者を地面に対して支持するための補形器具であって、 上端及び下端を有する管状脚部部材と； 前記下端近傍に於いてに前記管状脚部部材に取り付けられ、切断患者の前方に 対して前記管状脚部部材の後ろ側に取り付けられた取付部材と； 前記取付部材に取り付けられそこから比較的前下方に延び、前記補形器具の利 用中にエネルギーの保存及び開放を行うようにされ、前後方向に於ける鉛直面に 沿って撓むことができる足部材と； を備えた補形器具であって、前記足部材は： 前記取付部材に取り付けられ実質的に鉛直方向に位置合 わせされた上部と； 該上部から前下方に延びる湾曲状の中間位置にある踝部と； 該踝部から前方に延びる前方延伸爪先部と； 後方延伸踵部と； を備えており、 前記管状脚部部材の前記下端は、前記足部材の底部から凡そ５インチを超えな い範囲で終端しているので、前記爪先部材が前記上部に対して上方へ撓むと同時 に、前記踝部の屈曲が、前記管状脚部部材の下方に実質的に位置する軸を中心と して実質的に集中して発生することを特徴とする補形器具。