JPH09551A - Free leg phase control method and air cylinder device for prosthetic foot - Google Patents

Free leg phase control method and air cylinder device for prosthetic foot

Info

Publication number
JPH09551A
JPH09551A JP7174057A JP17405795A JPH09551A JP H09551 A JPH09551 A JP H09551A JP 7174057 A JP7174057 A JP 7174057A JP 17405795 A JP17405795 A JP 17405795A JP H09551 A JPH09551 A JP H09551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
valve
knee
cylinder body
cylinder device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7174057A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3729283B2 (en
Inventor
Ritsuo Shiraishi
律夫 白石
Yasuichi Furuichi
保一 古市
Kazuo Nakatani
一雄 中谷
Yoshihiro Kodama
義弘 児玉
Shigeki Nakatani
茂樹 中谷
Kazuo Wakabayashi
一雄 若林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nabco Ltd
Original Assignee
Nabco Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nabco Ltd filed Critical Nabco Ltd
Priority to JP17405795A priority Critical patent/JP3729283B2/en
Publication of JPH09551A publication Critical patent/JPH09551A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3729283B2 publication Critical patent/JP3729283B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/60Artificial legs or feet or parts thereof
    • A61F2/64Knee joints
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68Operating or control means
    • A61F2/74Operating or control means fluid, i.e. hydraulic or pneumatic
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68Operating or control means
    • A61F2/74Operating or control means fluid, i.e. hydraulic or pneumatic
    • A61F2/748Valve systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/78Means for protecting prostheses or for attaching them to the body, e.g. bandages, harnesses, straps, or stockings for the limb stump
    • A61F2/80Sockets, e.g. of suction type
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/60Artificial legs or feet or parts thereof
    • A61F2002/608Upper legs

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a control technology capable of causing not only a reaction force but also a cushion force to have pertinent characteristics corresponding to a walking speed. CONSTITUTION: A double acting air cylinder device 10 capable of stroking, depending on bending and stretching of a knee, is used, and has a first flow passage 110 including a check 30 at sections of a piston 20 and a rod 40. Also, the device 10 has a second flow passage 210 including a variable throttle valve 50 at a section of a cylinder body 70. The valve 50 pertinently changes the opening thereof, depending on a walking speed. In addition, a cushion force against the stretching is generated with the valve 50 within the device 10, when the knee arrives at the prescribed stage before the complete stretch of the knee at a stretching process.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ひざの屈曲およ
び伸展を伴う義足、特に大腿義足の動きをコントロール
する技術、より詳しくは、歩行時に義足が床等の表面か
ら離れる遊脚相でのコントロール方法であり、ひざの伸
展の最終段階におけるクッション力を有効に得るための
技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for controlling the movement of a prosthesis involving flexion and extension of the knee, especially the movement of a thigh prosthesis. The present invention relates to a method for effectively obtaining a cushioning force in the final stage of knee extension.

【0002】[0002]

【発明の背景】義足を着用する者にとって、自然な歩行
が夢である。その自然な歩行には、ひざの屈曲および伸
展、さらには歩行速度の変化が伴う。したがって、自然
な歩行を求める場合、ひざの屈曲および伸展を伴う義足
が要望されるところである。そうした要望に応える義
足、たとえば大腿が切断され、ひざのない人のための大
腿義足には、ひざの後部にシリンダ装置が備えられてい
る。そのシリンダ装置は、ひざの屈曲時にはシリンダ長
が小となる縮小行程となり、ひざの伸展時にはシリンダ
長が大となる伸展行程となる。シリンダ装置はひざの屈
曲および伸展を可能にするが、自然な歩行には、そのほ
か次のような機能が大切である。 1 ひざの屈曲時における抵抗力:その抵抗力によっ
て、ひざをゆるやかに屈曲させることができる。 2 最大に屈曲した後における反発力:その反発力によ
って、下腿部を前方に振り出す加速作用を与える。 3 伸展の最終段階におけるクッション力:そのクッシ
ョン力あるいは減速作用によって、接地を円滑にし、し
かも、大腿部と下腿部とが強く接触することを防ぐ。
BACKGROUND OF THE INVENTION Natural gait is a dream for those who wear artificial legs. The natural gait is accompanied by flexion and extension of the knee and changes in walking speed. Therefore, when seeking a natural gait, a prosthesis accompanied by knee flexion and extension is desired. Prostheses that meet such demands, for example, thighs that have been amputated and for those without knees, are equipped with a cylinder device at the rear of the knee. The cylinder device has a reduction stroke in which the cylinder length is short when the knee is bent, and an extension stroke in which the cylinder length is long when the knee is extended. The cylinder device allows the knee to bend and extend, but the following functions are also important for natural walking. 1 Resistance force when the knee is bent: The resistance force allows the knee to be gently bent. 2 Repulsive force after maximum bending: The repulsive force gives an accelerating action of swinging the lower leg forward. 3 Cushion force at the final stage of extension: The cushion force or the deceleration action smoothes the ground contact and prevents strong contact between the thigh and the lower leg.

【0003】[0003]

【ひざの屈曲、伸展をする第1の先行技術】第1の先行
技術は、特公昭52−47638号の公告公報に記載の
技術である。図10がそこで用いるエアシリンダ装置の
概略を示している。エアシリンダ装置1010には、ピ
ストン1020の内部に逆止弁1030、また、ロッド
1040の中にニードル弁1050がそれぞれある。ニ
ードル弁1050は、ひざが屈曲するとき、ボトム側の
第1室1061からヘッド側の第2室1062に流れる
エアに流動抵抗を与えることによって、前記1の機能を
果たす。また、逆止弁1030は、ひざの屈曲の結果、
ボトム側の第1室1061のエアを圧縮するようにし、
前記2の機能を生じることになる。さらに、エアシリン
ダ装置1010には、ロッド1040にロッド大径部1
042、シリンダ本体1070のヘッド側に内孔108
0がそれぞれあり、ひざの伸展の最終段階において、ロ
ッド大径部1042が内孔1080の中に入り込み、内
孔1080の中にエアを封じ込める。封じ込められたエ
アは、前記3の機能を生じる。そうした第1の先行技術
では、ニードル弁1050の弁開度を外部から調整する
ものであるから、歩行速度に対応した制御ができない。
[First Prior Art for Knee Flexion and Extension] The first prior art is the technology described in the official gazette of Japanese Patent Publication No. 52-47638. FIG. 10 shows an outline of the air cylinder device used therein. The air cylinder device 1010 has a check valve 1030 inside the piston 1020 and a needle valve 1050 inside the rod 1040. The needle valve 1050 fulfills the above-mentioned function 1 by giving flow resistance to the air flowing from the first chamber 1061 on the bottom side to the second chamber 1062 on the head side when the knee bends. Also, the check valve 1030 is
The air in the first chamber 1061 on the bottom side is compressed,
The above-mentioned function 2 will occur. Further, in the air cylinder device 1010, the rod large diameter portion 1 is attached to the rod 1040.
042, the inner hole 108 on the head side of the cylinder body 1070.
0, respectively, and in the final stage of knee extension, the rod large diameter portion 1042 enters into the inner hole 1080 and encloses air in the inner hole 1080. The contained air causes the above-mentioned function 3. In such first prior art, since the valve opening degree of the needle valve 1050 is adjusted from the outside, control corresponding to the walking speed cannot be performed.

【0004】[0004]

【ひざの屈曲、伸展をする第2の先行技術】第2の先行
技術は、特開平5−228168号の公開公報に記載の
技術であり、本出願人の提案に関するものである。図1
1のAがそこで用いるエアシリンダ装置の概略を示して
いる。エアシリンダ装置2010にも、ピストン202
0の内部に逆止弁2030、また、ロッド2040の中
にニードル弁2050がある点、さらに、ひざの伸展の
最終段階において、ロッド大径部2042がシリンダ本
体2070のヘッド側の内孔2080の中に入り込む点
については、第1の先行技術と同様である。しかし、第
2の先行技術では、ロッド2040の端にモータ等を含
む弁開度調整手段2300があり、その調整手段230
0によって、歩行中、その歩行速度に応じてニードル弁
2050の弁開度を自動的に調整することができる。ま
た、第2の先行技術では、そうした可変の弁2050に
加えて、いわば前記第1の先行技術における固定のニー
ドル弁1050と同様の固定の絞り2090がある。絞
り2090は、シリンダ本体2070のヘッドの部分に
あり、一方の開口が内孔2080に臨み、他方の開口が
ヘッド側の第2室2062に臨む流路途中に位置する。
それによって、ひざの伸展の最終段階において、ロッド
大径部2042が内孔2080の中に入り込むとき、ピ
ストン2020に隣り合うロッド大径部2042周りの
室をクッション室として機能させることができる。した
がって、第2の先行技術によれば、図11のBに示すよ
うに、可変のニードル弁250によって歩行速度に応じ
た反発力を得ることができ、しかもまた、固定の絞り2
90によってクッション力をも得ることができる。この
クッション力は固定されるため、歩行速度に応じた適正
な値をとることはできない。その結果、特に、歩行速度
が大きいとき(つまり、弁開度が小さいとき)ほど、反
発力とクッション力との間の差が大きくなり、ひざが伸
びきるときの衝撃が大きくなることが分かる。
[Second Prior Art for Knee Flexion and Extension] The second prior art is the technology described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-228168, and relates to the proposal of the present applicant. FIG.
1A shows the outline of the air cylinder device used therein. Also in the air cylinder device 2010, the piston 202
0, the check valve 2030, the needle valve 2050 in the rod 2040, and the rod large diameter portion 2042 of the inner hole 2080 of the cylinder body 2070 on the head side at the final stage of knee extension. The point of entering is the same as that of the first prior art. However, in the second prior art, the valve opening adjusting means 2300 including a motor and the like is provided at the end of the rod 2040, and the adjusting means 230 is provided.
With 0, the valve opening of the needle valve 2050 can be automatically adjusted according to the walking speed during walking. Further, in the second prior art, in addition to such a variable valve 2050, there is, so to speak, a fixed throttle 2090 similar to the fixed needle valve 1050 in the first prior art. The diaphragm 2090 is located in the head portion of the cylinder body 2070, and one opening is located in the middle of the flow path facing the inner hole 2080 and the other opening is facing the second chamber 2062 on the head side.
Accordingly, when the rod large diameter portion 2042 enters the inner hole 2080 in the final stage of knee extension, the chamber around the rod large diameter portion 2042 adjacent to the piston 2020 can function as a cushion chamber. Therefore, according to the second prior art, as shown in FIG. 11B, it is possible to obtain the repulsive force according to the walking speed by the variable needle valve 250, and also the fixed throttle 2
The cushioning force can be obtained by 90. Since this cushion force is fixed, it cannot take an appropriate value according to the walking speed. As a result, it can be seen that the difference between the repulsive force and the cushion force becomes larger and the impact when the knee is fully extended becomes larger, especially when the walking speed is higher (that is, when the valve opening degree is smaller).

【0005】[0005]

【発明の目的】この発明は、以上に述べた先行技術をい
ろいろ検討し、そこに見られる技術的な課題を考慮し、
自然な歩行に必要な前記した3つの機能をより有効に得
ることができるようにした技術を提供することを目的と
する。特に、この発明は、反発力だけでなく、クッショ
ン力をも歩行速度に応じた適正な特性とすることができ
るコントロール技術を提供することを目的とする。ま
た、この発明は、歩行速度に応じた反発力およびクッシ
ョン力をもつにもかかわらず、義足を大型化することな
く、スリム化することができる義足用エアシリンダ装置
を提供することをも目的とする。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention has variously studied the above-mentioned prior art, and considered the technical problems found therein,
It is an object of the present invention to provide a technique capable of more effectively obtaining the above-mentioned three functions required for natural walking. In particular, the present invention has an object to provide a control technique capable of adjusting not only the repulsive force but also the cushion force to an appropriate characteristic according to the walking speed. Another object of the present invention is to provide an air cylinder device for a prosthesis, which has a repulsive force and a cushioning force according to a walking speed, but can make the prosthesis slim without increasing the size. To do.

【0006】[0006]

【発明が求めるコントロール特性】この発明では、図1
に示すように、反発力だけでなく、クッション力をも歩
行速度に応じて変化させる特性を実現する。すなわち、
歩行速度が大きい(つまり、弁開度が小さい)ほど大き
な反発力が必要となるが、この発明では、クッション力
の方についても、その反発力の特性曲線rに対応するよ
うな特性曲線dを達成する。連続的な歩行を可能にする
には、同じ弁開度あるいは歩行速度において、反発力が
クッション力よりも少し大きくなるように設定すること
が必要である。反発力とクッション力との大きさの差
は、義足を装着する人によって個人差がある。したがっ
て、その個人差に応じた調整をするための手段を義足に
設けることが好ましい。その手段としては、弁開度をコ
ントロールするコントロール部に盛り込むこともできる
し、ねじのねじ込みの程度により弁開度を予め規定する
機械的な調整機構を設けるようにしても良い。なお、図
1の特性曲線を連続的な曲線で示しているが、階段状に
変化する曲線でも良い。
The control characteristics required by the invention are shown in FIG.
As shown in, the characteristic that not only the repulsive force but also the cushion force is changed according to the walking speed is realized. That is,
The greater the walking speed (that is, the smaller the valve opening), the greater the repulsive force is required. However, in the present invention, the cushioning force also has a characteristic curve d corresponding to the characteristic curve r of the repulsive force. To achieve. In order to enable continuous walking, it is necessary to set the repulsive force to be slightly larger than the cushion force at the same valve opening or walking speed. The difference between the repulsive force and the cushioning force varies depending on the person who wears the artificial leg. Therefore, it is preferable to provide the artificial leg with means for adjusting according to the individual difference. As a means therefor, it may be incorporated in a control unit for controlling the valve opening degree, or a mechanical adjusting mechanism may be provided for predefining the valve opening degree depending on the screwing degree of the screw. Although the characteristic curve of FIG. 1 is shown as a continuous curve, it may be a curve that changes stepwise.

【0007】[0007]

【発明の具体的な内容】この発明は、ひざの屈曲、伸展
に応じてストロークする複動型のエアシリンダ装置を用
いることを前提とする。そのエアシリンダ装置のピスト
ンは、筒型のシリンダ本体の内部に、ボトム側の第1室
と、ヘッド側の第2室とを区画する。この発明は、そう
した第1室と第2室との間のエアの流れをコントロール
することによって、より自然な歩行に近づける技術であ
る。この発明では、エアシリンダ装置の内部にあって、
ひざの屈曲時に、その屈曲に対し抵抗力を生じる可変絞
り弁を、ひざの伸展の際のクッション力を得るためにも
用いる点に基本的な特徴をもつ。すなわち、この発明で
は、前記可変絞り弁を伸展行程中ひざが完全に伸展する
前の所定段階に達した後、伸展に対しクッション力を生
じさせるのである。図2は、この発明の好適な実施形態
の一つを示すものであり、ボトム側の第1室61と、ヘ
ッド側の第2室62との間を連絡する流路および弁の配
置を示している。図2のAはひざの伸展を始める当初
(つまり、ひざが屈曲した状態)から伸展の所定段階ま
での配置、図2のBはひざの伸展が進み、完全に伸展す
る前の所定段階における配置である。図2に示すよう
に、第1室61と第2室62との間には、第1および第
2の2つの流路110と210とが、並列に接続されて
いる。第1の流路110には、第2室62から第1室6
1へ向かう流れを許す逆止弁30がある。また、第2の
流路210には、歩行速度に応じて弁開度を調整可能な
可変絞り弁50がある。そして、ひざが完全に伸展する
伸展の最終段階においては、図2のBのように、第1の
流路110の逆止弁30に対し、固定絞り90を直列に
接続するようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is premised on using a double-acting air cylinder device that strokes in response to bending and extension of the knee. The piston of the air cylinder device divides a bottom-side first chamber and a head-side second chamber inside a cylindrical cylinder body. The present invention is a technique for controlling a flow of air between the first chamber and the second chamber to bring the walking closer to a natural walk. In the present invention, the inside of the air cylinder device,
It has a basic feature in that a variable throttle valve that produces a resistance force to the bending of the knee is also used to obtain a cushioning force when the knee is extended. That is, in the present invention, after the variable throttle valve reaches a predetermined stage before the knee is completely extended during the extension stroke, a cushioning force is generated for the extension. FIG. 2 shows one of the preferred embodiments of the present invention, and shows an arrangement of a flow path and a valve that connect a first chamber 61 on the bottom side and a second chamber 62 on the head side. ing. 2A is the arrangement from the beginning of knee extension (that is, the state in which the knee is bent) to the predetermined stage of extension, and FIG. 2B is the arrangement at the predetermined stage before extension of the knee and complete extension. Is. As shown in FIG. 2, two first and second flow channels 110 and 210 are connected in parallel between the first chamber 61 and the second chamber 62. The first channel 110 includes the second chamber 62 to the first chamber 6
There is a check valve 30 that allows the flow towards 1. Further, the second flow path 210 has a variable throttle valve 50 whose valve opening can be adjusted according to the walking speed. Then, in the final stage of extension in which the knee is completely extended, the fixed throttle 90 is connected in series to the check valve 30 of the first flow path 110, as shown in FIG. 2B. .

【0008】伸展の最終段階において、固定絞り90を
含む流路を付加する手段としては、ピストンのストロー
クに応じて、第1の流路110に対し、固定絞り90を
含む付加流路が接続されるように切り換える方法を適用
することができる。たとえば、前記した先行技術と同
様、シリンダ本体のヘッド側の内孔にロッド大径部が入
り込むようにすることによって、図2のAからBの状態
へと切り換えるようにすることができる。
As a means for adding the flow passage including the fixed throttle 90 in the final stage of extension, the additional flow passage including the fixed throttle 90 is connected to the first flow passage 110 according to the stroke of the piston. It is possible to apply a method of switching as follows. For example, as in the case of the above-mentioned prior art, it is possible to switch from the state A to the state B of FIG. 2 by allowing the large diameter portion of the rod to enter the inner hole on the head side of the cylinder body.

【0009】ひざの伸展が進行するとき、エアはヘッド
側の第2室62からボトム側の第1室61へと流れる
が、この発明では、第2室62−第1室61間に並列な
第1の流路110および第2の流路210があるため、
エアの流れは速く、ピストンはスムーズに摺動する。そ
のため、ひざの伸展の動作は迅速であり、前記した2の
下腿部を振り出す作用を有効に行うことができる。ま
た、伸展の最終段階では、可変絞り弁50と固定絞り9
0との両方が、ピストンの摺動を鈍らせ、ひざの伸展に
クッション力を働かせる。そのため、充分なクッション
力を得ることができる。この場合、第2の流路210に
可変絞り弁50と直列にリストリクタを配置するのが好
ましい。リストリクタは、第1室61から第2室62へ
と流れるエアを制限することなく、第2室62から第1
室61へと流れようとするエアの流れのみを制限する。
したがって、リストリクタは、弁開度が小さいとき、伸
展の最終段階においてより適切なクッション力、別にい
うと、義足の装着者により適合したクッション力を生じ
させる。したがって、より簡便化した形態として、リス
トリクタを設けることによって、固定絞り90を省略す
るようにすることもできる。また、そうした伸展に対す
るクッション力を得るとき、可変絞り弁50によるクッ
ション力を主とし、固定絞り90によって、義足の使用
者に応じる個人差をなくすようにクッション力を調整す
るようにするのが良い。それによって、同じ義足を個人
差のある多数の人に適用することができ、義足の汎用性
を拡げ、そのコスト低減を図ることもできる。
When the knee is extended, the air flows from the second chamber 62 on the head side to the first chamber 61 on the bottom side. In the present invention, the air is parallel between the second chamber 62 and the first chamber 61. Since there is the first flow channel 110 and the second flow channel 210,
The air flow is fast and the piston slides smoothly. Therefore, the motion of extending the knee is quick, and the above-described action of swinging out the lower leg can be effectively performed. At the final stage of extension, the variable throttle valve 50 and the fixed throttle 9
Both 0 and blunt the sliding of the piston, exerting a cushioning force on the extension of the knee. Therefore, sufficient cushioning force can be obtained. In this case, it is preferable to arrange a restrictor in the second flow path 210 in series with the variable throttle valve 50. The restrictor restricts the air flowing from the first chamber 61 to the second chamber 62, and restricts the air flowing from the second chamber 62 to the first chamber 62.
Only the flow of air that attempts to flow into the chamber 61 is restricted.
Therefore, when the valve opening is small, the restrictor produces a more appropriate cushioning force in the final stage of extension, in other words, a cushioning force more suited to the wearer of the artificial leg. Therefore, as a more simplified form, the fixed throttle 90 can be omitted by providing a restrictor. Further, when obtaining the cushioning force for such extension, it is preferable that the cushioning force by the variable throttle valve 50 is mainly used and the fixed throttle 90 adjusts the cushioning force so as to eliminate individual differences depending on the user of the artificial leg. . As a result, the same prosthesis can be applied to a large number of people with individual differences, the versatility of the prosthesis can be expanded, and the cost can be reduced.

【0010】さらに、ひざの屈曲および伸展を伴う義足
自体をスリム化するためには、シリンダ本体から外に伸
びるロッド側を上方に配置し、シリンダ本体のボトム側
を下方に配置するのが好ましい。そうした配置を実現す
るため、この発明の好適な実施例では、第2の流路21
0をシリンダ本体の中に設け、しかも、第2の流路21
0の途中、シリンダ本体のボトム側に可変絞り弁50を
設けるようにする。
Further, in order to slim the prosthesis itself accompanied by bending and extension of the knee, it is preferable that the rod side extending outward from the cylinder body is arranged above and the bottom side of the cylinder body is arranged below. To achieve such an arrangement, in the preferred embodiment of the present invention, the second flow path 21
0 is provided in the cylinder body, and the second flow passage 21
In the middle of 0, the variable throttle valve 50 is provided on the bottom side of the cylinder body.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

(大腿義足への適用)この発明は、ひざの屈曲および伸
展を伴う義足に適用することができ、その代表が大腿義
足である。図3が大腿義足の全体的な構成を示す図であ
り、図4がひざの部分を中心とした組立て詳細図であ
る。大腿義足500は、大腿部に対応するプラスチック
製のソケット520と、そのソケット520の下端に回
転可能に支持され、下腿部に相当するアルミニューム、
カーボンファイヤー等からなるフレーム540と、その
フレームの下端に支持された足部560とを備えてい
る。そして、大腿義足500には、ひざの屈曲、伸展を
するためのエアシリンダ装置10がある。エアシリンダ
装置10は、ソケット520とフレーム540とのピン
結合による支持点530の近くに上部支持点550、フ
レーム540の長手方向中頃に下部支持点570を備え
る。それによって、エアシリンダ装置10は、ひざの屈
曲時にシリンダ長が小となる縮小行程となり、ひざの伸
展時にシリンダ長が大となる伸展行程となる。ここで、
シリンダ長とは、エアシリンダ装置10の上部支持点5
50と下部支持点570との間の長さをいう。各支持点
に注目するならば、上部支持点550は、シリンダ本体
70から外に伸びたロッド40の先端のロッドヘッドに
あり、また、下部支持点570は、シリンダ本体70の
ボトム側のトラニオンピンの部分である。なお、大腿義
足500のひざの部分には、近接スイッチを含む歩行速
度検知機構580や、支持点530の周りに配置された
ひざブレーキ機構590がある。
(Application to Thigh Prosthesis) The present invention can be applied to a prosthesis involving flexion and extension of the knee, the representative of which is the thigh prosthesis. FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of the thigh prosthesis, and FIG. 4 is a detailed assembly diagram centering on the knee portion. The thigh artificial leg 500 includes a plastic socket 520 corresponding to the thigh, and an aluminum corresponding to the lower leg, which is rotatably supported by a lower end of the socket 520.
A frame 540 made of carbon fire or the like and a foot portion 560 supported at the lower end of the frame are provided. The thigh artificial leg 500 has the air cylinder device 10 for bending and extending the knee. The air cylinder device 10 includes an upper support point 550 near a support point 530 formed by pin connection between the socket 520 and the frame 540, and a lower support point 570 midway in the longitudinal direction of the frame 540. As a result, the air cylinder device 10 has a contraction stroke in which the cylinder length is small when the knee is bent, and an extension stroke in which the cylinder length is large when the knee is extended. here,
The cylinder length means the upper support point 5 of the air cylinder device 10.
The length between 50 and the lower support point 570. Focusing on each support point, the upper support point 550 is located at the rod head at the tip of the rod 40 extending out from the cylinder body 70, and the lower support point 570 is located at the trunnion pin on the bottom side of the cylinder body 70. Part of. In addition, a walking speed detection mechanism 580 including a proximity switch and a knee braking mechanism 590 arranged around the support point 530 are provided in the knee portion of the thigh artificial leg 500.

【0012】(第1実施例)図5および図6が第1実施
例のエアシリンダ装置10を示し、図5がひざの屈曲時
における状態、図6がひざの伸展の最終段階における状
態に対応する。エアシリンダ装置10は、アルミニュー
ム合金あるいは合成樹脂からなる筒型のシリンダ本体7
0を備える。シリンダ本体70は、内部の径が一様なシ
リンダチューブ72と、シリンダチューブ72の各端部
に位置するカバー74,76とを含む。ロッド40が貫
通するロッドカバー74には、ロッド40を案内する小
径孔82のほか、小径孔82とシリンダチューブ72の
内径との中間の径をもつ内孔80がある。また、シリン
ダ本体70のボトム側のカバー76には、肉厚な部分7
62があり、その肉厚な部分762はシリンダチューブ
72の軸心から径方向外側に偏ったところに位置してい
る。そして、その肉厚な部分762に端を発し、シリン
ダチューブ72の内部を通り、ロッドカバー74近くの
内周に開口する流路(第2の流路)210がある。肉厚
な部分762は、可変絞り弁50を内蔵するための部分
であり、それが偏った位置にあるのは、弁をコントロー
ルするコントロール部320を配置するためである。
(First Embodiment) FIGS. 5 and 6 show an air cylinder device 10 of the first embodiment. FIG. 5 corresponds to a state when the knee is bent, and FIG. 6 corresponds to a state in the final stage of knee extension. To do. The air cylinder device 10 includes a cylindrical cylinder body 7 made of aluminum alloy or synthetic resin.
0 is provided. The cylinder body 70 includes a cylinder tube 72 having a uniform inner diameter, and covers 74 and 76 located at respective ends of the cylinder tube 72. The rod cover 74 through which the rod 40 penetrates has a small diameter hole 82 for guiding the rod 40 and an inner hole 80 having a diameter intermediate between the small diameter hole 82 and the inner diameter of the cylinder tube 72. In addition, the cover 76 on the bottom side of the cylinder body 70 has a thick portion 7
62, and the thick portion 762 is located at a position radially outward from the axial center of the cylinder tube 72. Then, there is a flow path (second flow path) 210 that starts from the thick portion 762, passes through the inside of the cylinder tube 72, and opens to the inner periphery near the rod cover 74. The thick portion 762 is a portion for incorporating the variable throttle valve 50, and the thick portion 762 is located at an eccentric position because the control unit 320 for controlling the valve is arranged.

【0013】可変絞り弁50は、ステンレス鋼からなる
ポペット型の弁体52と、その弁体52を開弁方向に付
勢する弁バネ54とを含む。弁体52は、弁バネ54の
力を受けてステッピングモータからなる駆動モータ34
0の軸342の端部に当たっている。駆動モータ340
は、その内部に回転運動−直進運動に変換するためのね
じ機構を備え、そのねじ機構によって軸342を軸心方
向前後に移動させる。したがって、駆動モータ340の
軸342が、弁体52を前後動させることができ、それ
によって可変絞り弁50の弁開度を調整することができ
る。コントロール部320は、半導体チップ等を含む電
子ユニットからなり、歩行速度に応じたコントロール信
号を生じ、そのコントロール信号を駆動モータ340に
出力し、可変絞り弁50の弁開度を適切に調整する。
The variable throttle valve 50 includes a poppet type valve body 52 made of stainless steel and a valve spring 54 for urging the valve body 52 in the valve opening direction. The valve body 52 receives the force of the valve spring 54, and the drive motor 34 that is a stepping motor.
It hits the end of a shaft 342 of zero. Drive motor 340
Is provided with a screw mechanism for converting a rotational movement into a rectilinear movement, and the screw mechanism moves the shaft 342 back and forth in the axial direction. Therefore, the shaft 342 of the drive motor 340 can move the valve body 52 back and forth, thereby adjusting the valve opening degree of the variable throttle valve 50. The control unit 320 includes an electronic unit including a semiconductor chip and the like, generates a control signal according to the walking speed, outputs the control signal to the drive motor 340, and appropriately adjusts the valve opening degree of the variable throttle valve 50.

【0014】一方、シリンダ本体70のシリンダチュー
ブ72の中には、合成樹脂からなるピストン20が軸心
方向に移動可能にはまり合っている。ピストン20は、
その外周にピストンリング22を保持し、それによっ
て、その前後に2つの室を区画している。肉厚な部分7
62のあるボトム側の室が第1の室61であり、ロッド
カバー74側の室が第2の室62である。ここで、ピス
トン20がシリンダチューブ72の内部を摺動すると
き、ピストン20によって第2の流路210の両端の開
口211,212が閉じられないようになっていること
に注意されたい。すなわち、可変絞り弁50の弁体52
が臨む開口211は、シリンダ本体70のボトム部の壁
面に設けたリング形状の突部721によって、また、ロ
ッドカバー74に近接する部分の開口212は、テーパ
面722に位置することによって、それぞれ常に開口し
ている。
On the other hand, the piston 20 made of synthetic resin is fitted in the cylinder tube 72 of the cylinder body 70 so as to be movable in the axial direction. Piston 20
A piston ring 22 is held on its outer circumference, thereby defining two chambers in front of and behind it. Thick part 7
The chamber on the bottom side having 62 is the first chamber 61, and the chamber on the rod cover 74 side is the second chamber 62. Here, it should be noted that when the piston 20 slides inside the cylinder tube 72, the piston 20 does not close the openings 211 and 212 at both ends of the second flow path 210. That is, the valve body 52 of the variable throttle valve 50
The opening 211 facing the bottom is formed by the ring-shaped projection 721 provided on the wall surface of the bottom portion of the cylinder body 70, and the opening 212 near the rod cover 74 is located on the tapered surface 722, so that It is open.

【0015】また、そうしたピストン20にはピストン
ロッド40が一体化しており、ロッド40はロッドカバ
ー74を貫きシリンダ本体70の外に出ている。その外
に位置するロッド40のロッドヘッド45の部分がエア
シリンダ装置10の上部支持点550に対応する。ロッ
ド40には、ピストン20に隣り合う部分にロッド大径
部42があり、その大径部42の径はロッドカバー74
の内周の内孔80の径にほぼ適合している。しかも、内
孔80の開口の部分および小径孔82の部分に、それぞ
れリップ型のシールリング83,85がある。そのた
め、図6に示すように、ひざの伸展の最終段階におい
て、ロッド大径部42が内孔80の中に入り込むと、そ
の内孔80に第3室63を区画することになる。
A piston rod 40 is integrated with the piston 20, and the rod 40 extends through the rod cover 74 and out of the cylinder body 70. The portion of the rod head 45 of the rod 40 located outside thereof corresponds to the upper support point 550 of the air cylinder device 10. The rod 40 has a rod large-diameter portion 42 adjacent to the piston 20, and the diameter of the large-diameter portion 42 is the rod cover 74.
The inner diameter of the inner hole 80 is substantially matched with the diameter of the inner hole 80. Moreover, lip-type seal rings 83 and 85 are provided at the opening of the inner hole 80 and the small-diameter hole 82, respectively. Therefore, as shown in FIG. 6, when the rod large diameter portion 42 enters the inner hole 80 in the final stage of knee extension, the third chamber 63 is defined in the inner hole 80.

【0016】さて、ピストン20およびロッド大径部4
2の部分に注目されたい。ピストン20の一面の一方の
開口111に端を発し、ピストン20およびロッド大径
部4を貫通し、ロッド40の小径部の他方の開口112
にまで達する流路(第1の流路)110がある。その第
1の流路110には、その途中に逆止弁30がある。逆
止弁30は、ボール弁体32と、ボール弁体32を弁座
に向けて閉弁方向に付勢する弁バネ34と、弁バネ34
を支持する支持リング36とからなる。そのような逆止
弁30は、ひざの伸展が最終段階に達するまでは、第2
室62から第1の流路110を通して第1室61へとエ
アを流し、ひざをスムーズに伸展させる。しかも、その
伸展時、その第1の流路110に並列接続された第2の
流路210もあるため、第2室62から第1室61への
エアの流れはよりスムーズに流れる。しかし、ひざが完
全に伸展する手前において、図6に示すように、ロッド
大径部42がロッドカバー74の内孔80に内孔80を
シールするよう入り込むと、ロッド大径部42は、内孔
80の中に第3室63を区画し、しかもまた、ロッド大
径部42周りにクッション室65を区画する。
Now, the piston 20 and the rod large diameter portion 4
Notice the second part. The end originates from one opening 111 on one surface of the piston 20, penetrates the piston 20 and the rod large diameter portion 4, and the other opening 112 of the small diameter portion of the rod 40.
There is a flow path (first flow path) 110 that reaches to (1). A check valve 30 is provided in the first flow path 110 along the way. The check valve 30 includes a ball valve element 32, a valve spring 34 that urges the ball valve element 32 toward a valve seat in a valve closing direction, and a valve spring 34.
And a support ring 36 for supporting the. Such a non-return valve 30 is provided with a second valve until the knee extension reaches the final stage.
Air is allowed to flow from the chamber 62 through the first flow path 110 to the first chamber 61 to smoothly extend the knee. Moreover, at the time of expansion, there is also the second flow path 210 connected in parallel to the first flow path 110, so that the air flow from the second chamber 62 to the first chamber 61 flows more smoothly. However, when the rod large-diameter portion 42 enters the inner hole 80 of the rod cover 74 so as to seal the inner hole 80 before the knee is completely extended, as shown in FIG. A third chamber 63 is defined in the hole 80, and a cushion chamber 65 is defined around the rod large diameter portion 42.

【0017】この発明では、ひざが完全に伸展する手前
の所定段階に、第1の流路110の逆止弁30に対し、
固定絞り90を直列に接続するように構成している。固
定絞り90は、ねじ込み式のニードル弁からなり、ねじ
込みの程度により、弁開度を設定することができる。し
たがって、固定絞り90については、個人差をも考慮
し、義足を使用する前に予め調整し、弁開度を設定する
ことになろう。ロッドカバー74の中に、一方の開口3
12が第3室63を通して第1の流路110に連絡し、
しかも、その他方の開口311が第2室62(つまり
は、クッション室65)に連絡する付加的な流路310
を形成し、その流路310の途中に固定絞り90を配置
するようにする。エアシリンダ装置10によれば、付加
的な流路310の他方の開口311だけでなく、第2の
流路210の開口212もクッション室65に開くよう
にしているため、固定絞り90に基づくクッション作用
だけでなく、可変絞り弁50に基づくクッション作用を
も得ることができる。
According to the present invention, the check valve 30 of the first flow passage 110 is provided at a predetermined stage before the knee is completely extended.
The fixed diaphragm 90 is configured to be connected in series. The fixed throttle 90 comprises a screw-in type needle valve, and the valve opening degree can be set according to the degree of screwing. Therefore, the fixed throttle 90 may be adjusted in advance and the valve opening may be set before using the artificial leg, taking into consideration individual differences. One opening 3 in the rod cover 74
12 communicates with the first channel 110 through the third chamber 63,
Moreover, the additional flow passage 310 in which the other opening 311 communicates with the second chamber 62 (that is, the cushion chamber 65).
And the fixed throttle 90 is arranged in the middle of the flow path 310. According to the air cylinder device 10, not only the other opening 311 of the additional flow passage 310 but also the opening 212 of the second flow passage 210 is opened to the cushion chamber 65. Therefore, the cushion based on the fixed throttle 90 is provided. Not only the action but also the cushion action based on the variable throttle valve 50 can be obtained.

【0018】(第2実施例)図7に示すエアシリンダ装
置710では、第1実施例におけるエアシリンダ装置1
0を一部変更し、クッション力の特性をさらに向上させ
ている。第2実施例に関係するエアシリンダ装置710
には、第2の流路210中、可変絞り弁50に直列にリ
ストリクタ400を設けている。図8のAは、そのリス
トリクタ400の部分を拡大して示す部分図である。そ
の図8のAから分かるように、リストリクタ400は、
片持ち支持したゴム板410を主体とし、そのゴム板4
10には小さな貫通孔420がある。したがって、リス
トリクタ400は、図8のBに等価回路を示すように、
貫通孔420による絞りと、ゴム板410による逆止弁
(第1室61から第2室62への流れを許す逆止弁)と
が並列に接続された回路を構成する。別にいうと、リス
トリクタ400は、第2室62から第1室61へ向かう
流れのみを制限する。リストリクタ400は、歩行速度
が大きいときに、クッション力をより大きくし、より理
想に近いクッション力の特性を実現する。
(Second Embodiment) In the air cylinder device 710 shown in FIG. 7, the air cylinder device 1 in the first embodiment is used.
0 has been partially changed to further improve the cushioning characteristics. Air cylinder device 710 related to the second embodiment
A restrictor 400 is provided in the second flow path 210 in series with the variable throttle valve 50. A of FIG. 8 is a partial view showing an enlarged part of the restrictor 400. As can be seen from FIG. 8A, the restrictor 400 is
Mainly a cantilevered rubber plate 410, and the rubber plate 4
10 has a small through hole 420. Therefore, the restrictor 400, as shown in the equivalent circuit of FIG.
The throttle formed by the through hole 420 and the check valve formed by the rubber plate 410 (the check valve allowing the flow from the first chamber 61 to the second chamber 62) are connected in parallel to form a circuit. In other words, the restrictor 400 limits only the flow from the second chamber 62 to the first chamber 61. The restrictor 400 increases the cushioning force when the walking speed is high, and realizes a more ideal cushioning force characteristic.

【0019】(第3実施例)図9に示すエアシリンダ装
置910では、ピストン20およびロッド40の内部
に、第1および第2の流路110,210を設けるよう
にしている。また、第1および第2の実施例の各エアシ
リンダ装置10,710とは異なり、コントローラ部3
20およびモータ340からなる弁開度調整手段300
をロッド40の外側端部に配置している。しかし、ひざ
の伸展が最終段階に達した時点における流路構成は前記
した第2実施例の場合と同様である。
(Third Embodiment) In an air cylinder device 910 shown in FIG. 9, first and second flow paths 110 and 210 are provided inside the piston 20 and the rod 40. Further, unlike the air cylinder devices 10 and 710 of the first and second embodiments, the controller unit 3
20 and motor 340 valve opening adjustment means 300
Is arranged at the outer end of the rod 40. However, the flow path configuration at the time when the knee extension reaches the final stage is the same as that of the second embodiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明が求めるコントロール特性を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing control characteristics required by the present invention.

【図2】流路および弁の配置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of flow paths and valves.

【図3】大腿義足の全体的な構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of a femoral prosthesis.

【図4】ひざの部分を中心とした組立て詳細図である。FIG. 4 is a detailed assembly diagram centering on a knee portion.

【図5】エアシリンダ装置の第1実施例を示す断面図で
あり、ひざの屈曲時における状態を示している。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the air cylinder device, showing a state when the knee is bent.

【図6】図5の第1実施例の別の状態を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing another state of the first embodiment of FIG.

【図7】エアシリンダ装置の第2実施例を示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a sectional view showing a second embodiment of the air cylinder device.

【図8】図7の第2実施例のリストリクタの部分を説明
するための図である。
8 is a diagram for explaining a restrictor portion of the second embodiment of FIG. 7. FIG.

【図9】エアシリンダ装置の第3実施例を示す断面図で
ある。
FIG. 9 is a sectional view showing a third embodiment of the air cylinder device.

【図10】第1の先行技術を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the first prior art.

【図11】第2の先行技術を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the second prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,710,910 エアシリンダ装置 20 ピストン 30 逆止弁 40 ロッド 42 ロッド大径部 50 可変絞り弁 61 第1室 62 第2室 63 第3室 65 クッション室 70 シリンダ本体 80 内孔 90 固定絞り 110 第1の流路 210 第2の流路 310 付加的な流路 400 リストリクタ 500 大腿義足 10, 710, 910 Air cylinder device 20 Piston 30 Check valve 40 Rod 42 Rod large diameter part 50 Variable throttle valve 61 First chamber 62 Second chamber 63 Third chamber 65 Cushion chamber 70 Cylinder body 80 Inner hole 90 Fixed throttle 110 First flow path 210 Second flow path 310 Additional flow path 400 Restrictor 500 Femoral prosthesis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中谷 茂樹 兵庫県神戸市西区玉津町水谷3−13 (72)発明者 若林 一雄 兵庫県神戸市兵庫区西橘通1丁目4−2 ─────────────────────────────────────────────────── (72) Inventor Shigeki Nakatani 3-13 Mizutani, Tamazu-cho, Nishi-ku, Kobe-shi, Hyogo Prefecture (72) Kazuo Wakabayashi 1-4-2 Nishitachidachi-dori, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Prefecture

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ひざの後部に位置し、ひざの屈曲時には
シリンダ長が小となる縮小行程となり、ひざの伸展時に
はシリンダ長が大となる伸展行程となるシリンダ装置を
含み、しかも、そのシリンダ装置には、歩行速度に応じ
て変化する可変絞り弁が設けてあり、この可変絞り弁に
よってひざの屈曲、伸展を制御する義足の遊脚相コント
ロール方法において、前記可変絞り弁によってひざが完
全に伸展する前の所定の位置に達した時、伸展に対する
クッション力を生じさせることを特徴とする遊脚相コン
トロール方法
1. A cylinder device, which is located at a rear portion of a knee, has a reduction stroke in which the cylinder length is small when the knee is bent, and has an extension stroke in which the cylinder length is increased when the knee is extended, and further, the cylinder device is provided. Is equipped with a variable throttle valve that changes according to the walking speed, and in the swing phase control method of the artificial leg that controls knee bending and extension by this variable throttle valve, the knee is completely extended by the variable throttle valve. A method for controlling a swing phase, wherein a cushioning force against extension is generated when a predetermined position before reaching is reached
【請求項2】 前記シリンダ装置は、筒型のシリンダ本
体と、そのシリンダ本体の内部にあって、シリンダ本体
をボトム側の第1室、ヘッド側の第2室に区画するピス
トンと、一端がそのピストンと一体であり、他端側がシ
リンダ本体のヘッド側から外部へ延びるロッドとを備え
ており、前記第1室と第2室とを連絡する第1および第
2の流路があり、前記第1の流路には、第2室から第1
室へ向かう流れを許す逆止弁があり、前記第2の流路に
前記可変絞り弁がある、請求項1の遊脚相コントロール
方法
2. The cylinder device comprises a cylindrical cylinder body, a piston inside the cylinder body, which partitions the cylinder body into a bottom-side first chamber and a head-side second chamber, and one end A rod that is integral with the piston and has the other end extending to the outside from the head side of the cylinder body, and has first and second flow paths that connect the first chamber and the second chamber, From the second chamber to the first channel
2. The swing phase control method according to claim 1, wherein there is a check valve that allows a flow toward the chamber, and there is the variable throttle valve in the second flow path.
【請求項3】 ひざの後部に位置し、ひざの屈曲時には
シリンダ長が小となる縮小行程となり、ひざの伸展時に
はシリンダ長が大となる伸展行程となるシリンダ装置が
あり、そのシリンダ装置は、筒型のシリンダ本体と、そ
のシリンダ本体の内部にあって、シリンダ本体をボトム
側の第1室、ヘッド側の第2室に区画するピストンと、
一端がそのピストンと一体であり、他端側がシリンダ本
体のヘッド側から外部へ延びるロッドとを備えており、
前記第1室と第2室とを連絡する第1および第2の流路
があり、前記第1の流路には、第2室から第1室へ向か
う流れを許す逆止弁、前記第2の流路には可変絞り弁が
それぞれあり、それら逆止弁および可変絞り弁によっ
て、遊脚相の義足の動きをコントロールする方法であっ
て、前記第1および第2の流路は並列であり、前記可変
絞り弁は、歩行速度に応じて弁開度を調整可能であり、
さらに、前記シリンダ装置は、前記伸展行程中ひざが完
全に伸展する前の所定段階に、前記第1の流路の逆止弁
に対し、固定絞りを直列に接続する構成であり、前記ひ
ざの屈曲時には、前記可変絞り弁によって、屈曲に対し
抵抗力を生じ、前記ひざの伸展時、前記所定段階に達す
る間は前記並列接続した第1および第2の流路によっ
て、スムーズな伸展を可能とし、前記所定段階に達した
後には前記可変絞り弁および固定絞りによって、伸展に
対しクッション力を生じることを特徴とする義足におけ
る遊脚相コントロール方法。
3. A cylinder device, which is located at the rear part of the knee, has a reduction stroke in which the cylinder length is small when the knee is bent, and has an extension stroke in which the cylinder length is increased when the knee is extended. A cylindrical cylinder body, and a piston inside the cylinder body for partitioning the cylinder body into a bottom-side first chamber and a head-side second chamber;
One end is integrated with the piston, and the other end side is provided with a rod extending from the head side of the cylinder body to the outside,
There are first and second flow paths that connect the first and second chambers, and the first flow path includes a check valve that allows a flow from the second chamber to the first chamber, and the first flow path. A variable throttle valve is provided in each of the two flow paths, and the check valve and the variable throttle valve are used to control the movement of the artificial leg in the swing phase, wherein the first and second flow paths are parallel. Yes, the variable throttle valve can adjust the valve opening according to the walking speed,
Further, the cylinder device is configured such that a fixed throttle is connected in series to the check valve of the first flow path at a predetermined stage before the knee is completely extended during the extension stroke. At the time of bending, the variable throttle valve generates a resistance force against bending, and when the knee is extended, the first and second flow paths connected in parallel enable the smooth extension. A method for controlling a free-leg phase in a prosthesis, wherein a cushion force for extension is generated by the variable throttle valve and the fixed throttle after reaching the predetermined stage.
【請求項4】 前記シリンダ装置は、前記可変絞り弁の
弁開度を調整するため、歩行速度に応じたコントロール
信号を生じるコントロール部と、そのコントロール部か
らのコントロール信号に応じて駆動するモータとをさら
に備える、請求項1あるいは3の遊脚相コントロール方
法。
4. The cylinder device includes a control section for generating a control signal according to a walking speed for adjusting the valve opening of the variable throttle valve, and a motor driven according to the control signal from the control section. The swing phase control method according to claim 1, further comprising:
【請求項5】 前記義足は、大腿部に対応するソケット
と、そのソケットの下端に回転可能に支持され、下腿部
に相当するフレームと、そのフレームの下端に支持され
た足部とを備える大腿義足であり、前記シリンダ装置
は、前記ソケットとフレームとの支持点の近くに上部支
持点、前記フレームの長手方向中頃に下部支持点をそれ
ぞれ備える、請求項1ないし4の遊脚相コントロール方
法。
5. The prosthesis comprises a socket corresponding to a thigh, a frame rotatably supported by a lower end of the socket and corresponding to a lower leg, and a foot supported by a lower end of the frame. 5. The free leg phase control according to claim 1, further comprising a thigh artificial leg, wherein the cylinder device includes an upper support point near a support point between the socket and the frame and a lower support point in a middle of a longitudinal direction of the frame. Method.
【請求項6】 前記固定絞りは、ねじ込み式のニードル
弁からなり、ねじ込みの程度により、弁開度を設定す
る、請求項3の遊脚相コントロール方法。
6. The idle phase control method according to claim 3, wherein the fixed throttle comprises a screw-in type needle valve, and the valve opening is set according to the degree of screwing.
【請求項7】 前記第2の流路中、前記可変絞り弁に直
列にリストリクタが接続され、そのリストリクタは第2
室から第1室へ向かう流れのみを制限する、請求項2あ
るいは3の遊脚相コントロール方法。
7. A restrictor is connected in series to the variable throttle valve in the second flow path, and the restrictor is the second restrictor.
The swing phase control method according to claim 2 or 3, wherein only the flow from the chamber to the first chamber is restricted.
【請求項8】 前記シリンダ装置のシリンダ本体は、そ
のヘッド側にシリンダ本体の他の部分の内径よりも径の
小さな内孔を備え、また、前記ロッドは、前記ピストン
に隣り合う部分にロッドの他の部分よりも径が大きく、
しかも、前記伸展行程のとき、前記内孔の中に内孔をシ
ールするよう入り込む大径部を備え、その大径部が前記
内孔の中に内孔をシールするよう入り込む時点が、前記
ひざが完全に伸展する前の所定段階である、請求項2あ
るいは3の遊脚相コントロール方法。
8. The cylinder body of the cylinder device has an inner hole having a diameter smaller than the inner diameter of the other portion of the cylinder body on the head side thereof, and the rod has a rod portion at a portion adjacent to the piston. Larger diameter than other parts,
Moreover, at the time of the extension stroke, a large-diameter portion is inserted into the inner hole so as to seal the inner hole, and the time when the large-diameter portion is inserted into the inner hole so as to seal the inner hole is the knee. 4. The swing phase control method according to claim 2 or 3, which is a predetermined step before completely extending.
【請求項9】 前記伸展に対するクッション力を得ると
き、前記可変絞り弁によるクッション力を主とし、前記
固定絞りによって、前記義足の使用者に応じる個人差を
なくすように前記クッション力を調整する、請求項3の
遊脚相コントロール方法。
9. When obtaining the cushioning force for the extension, the cushioning force by the variable throttle valve is mainly used, and the cushioning force is adjusted by the fixed throttle so as to eliminate the individual difference depending on the user of the artificial leg. The swing phase control method according to claim 3.
【請求項10】 ひざの屈曲、伸展に応じる義足用エア
シリンダ装置であって、筒型のシリンダ本体と、そのシ
リンダ本体の内部にあって、シリンダ本体をボトム側の
第1室、ヘッド側の第2室に区画するピストンと、一端
がそのピストンと一体であり、他端側がシリンダ本体の
ヘッド側から外部へ延びるロッドと、そのロッド中、前
記ピストンに隣り合う部分に位置し、前記ひざの伸展の
最終段階において前記シリンダ本体のヘッド側の内孔に
はまり合い、その内孔の内部に第3室を区画するロッド
大径部と、そのロッド大径部およびピストンを貫く流路
であり、その途中に第2室から第1室へ向かう流れを許
す逆止弁がある第1の流路と、前記ロッド大径部が前記
第3室を区画するとき、一方の開口がその第3室を通し
て前記第1の流路に連絡し、しかも、その他方の開口が
前記第2室に連絡する流路であり、その途中に固定絞り
がある付加的な流路と、前記第1室と第2室との間を連
絡する流路であり、その途中に、前記義足を装着する人
の歩行速度に応じて弁開度を調整可能な可変絞り弁があ
る第2の流路とを備える義足用エアシリンダ装置におい
て、前記第2の流路は前記シリンダ本体の中にあり、そ
の第2の流路の途中、前記シリンダ本体のボトム側に前
記可変絞り弁があることを特徴とする義足用エアシリン
ダ装置。
10. An air cylinder device for a prosthesis that responds to bending and extension of a knee, comprising a cylindrical cylinder body, and inside the cylinder body, the cylinder body is provided in a bottom-side first chamber and a head-side chamber. A piston that is divided into the second chamber, one end that is integral with the piston, and the other end that extends outward from the head side of the cylinder body, and a rod that is located in a portion of the rod that is adjacent to the piston. In the final stage of extension, a rod large diameter portion that fits into the inner hole on the head side of the cylinder body and defines the third chamber inside the inner hole, and a flow passage that penetrates the rod large diameter portion and the piston, When the rod large-diameter portion separates the third chamber from the first flow path, which has a check valve that allows a flow from the second chamber to the first chamber, on the way, one opening is the third chamber. Through the first flow path Further, the other opening is a flow path that connects to the second chamber, and an additional flow path having a fixed throttle in the middle and the first chamber and the second chamber are connected to each other. In the air cylinder device for a prosthesis, the flow channel includes a second flow channel in the middle of which a variable throttle valve whose valve opening can be adjusted according to a walking speed of a person wearing the prosthesis is provided. An air cylinder device for a prosthesis, characterized in that the second flow passage is in the cylinder body, and the variable throttle valve is on the bottom side of the cylinder body in the middle of the second flow passage.
【請求項11】 前記義足は、大腿部に対応するソケッ
トと、そのソケットの下端に回転可能に支持され、下腿
部に相当するフレームと、そのフレームの下端に支持さ
れた足部とを備える大腿義足であり、前記シリンダ装置
は、前記ソケットとフレームとの支持点の近くに上部支
持点、前記フレームの長手方向中頃に下部支持点をそれ
ぞれ備え、前記シリンダ本体のヘッド部から外部に延び
たロッドの端部に前記上部支持点、前記シリンダ本体の
ボトム側に前記下部支持点がそれぞれ位置する、請求項
10の義足用エアシリンダ装置。
11. The prosthesis comprises a socket corresponding to a thigh, a rotatably supported lower end of the socket, a frame corresponding to a lower leg, and a foot supported at a lower end of the frame. The cylinder device includes an upper support point near the support point between the socket and the frame, and a lower support point in the middle of the longitudinal direction of the frame, and extends outward from the head portion of the cylinder body. The artificial air cylinder device according to claim 10, wherein the upper support point is located at the end of the rod, and the lower support point is located on the bottom side of the cylinder body.
【請求項12】 前記可変絞り弁は、前記シリンダ本体
の軸心と同方向に延び、その可変絞り弁の軸心は前記シ
リンダ本体の軸心に対し径方向に偏った位置にある、請
求項10の義足用エアシリンダ装置。
12. The variable throttle valve extends in the same direction as the axis of the cylinder body, and the axis of the variable throttle valve is located at a position radially offset from the axis of the cylinder body. 10. Air cylinder device for prosthesis.
【請求項13】 前記固定絞りは、ねじ込み式のニード
ル弁からなり、ねじ込みの程度により、弁開度を設定す
る、請求項10の義足用エアシリンダ装置。
13. The artificial air cylinder device according to claim 10, wherein the fixed throttle comprises a screw-in type needle valve, and the valve opening is set according to the degree of screwing.
【請求項14】 前記第2の流路中、前記可変絞り弁に
直列にリストリクタが接続され、そのリストリクタは第
2室から第1室へ向かう流れのみを制限する、請求項1
0の義足用エアシリンダ装置。
14. The restrictor is connected in series to the variable throttle valve in the second flow path, and the restrictor restricts only a flow from the second chamber to the first chamber.
Zero artificial air cylinder device.
【請求項15】 前記可変絞り弁は、弁体と、その弁体
を開弁方向に付勢する弁バネとを含み、また、前記弁開
度を調整するため、前記歩行速度に応じたコントロール
信号を生じるコントロール部と、そのコントロール部か
らのコントロール信号に応じて駆動するモータとを含
み、しかも、そのモータにはねじ機構によって軸心方向
前後に動く軸があり、その軸が前記可変絞り弁の前記弁
体を支持する、請求項10の義足用エアシリンダ装置。
15. The variable throttle valve includes a valve body and a valve spring for urging the valve body in a valve opening direction, and a control according to the walking speed for adjusting the valve opening degree. The motor includes a control unit that generates a signal and a motor that is driven in response to a control signal from the control unit. Further, the motor has a shaft that moves back and forth in the axial direction by a screw mechanism, and the shaft has the shaft. The air cylinder device for a prosthesis according to claim 10, which supports the valve body.
JP17405795A 1995-06-16 1995-06-16 Swing leg phase control method and air cylinder device for artificial leg Expired - Lifetime JP3729283B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17405795A JP3729283B2 (en) 1995-06-16 1995-06-16 Swing leg phase control method and air cylinder device for artificial leg

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17405795A JP3729283B2 (en) 1995-06-16 1995-06-16 Swing leg phase control method and air cylinder device for artificial leg

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09551A true JPH09551A (en) 1997-01-07
JP3729283B2 JP3729283B2 (en) 2005-12-21

Family

ID=15971871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17405795A Expired - Lifetime JP3729283B2 (en) 1995-06-16 1995-06-16 Swing leg phase control method and air cylinder device for artificial leg

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3729283B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005076881A (en) * 2003-09-03 2005-03-24 Hyundai Motor Co Ltd Pneumatic suspension device
JP2005230207A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Japan Labour Health & Welfare Organization Above-knee prosthesis controlled by healthy leg
JP2007252450A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Nabtesco Corp Method and device for ensuring internal pressure of air cylinder device for artificial limb
US7588604B2 (en) 2002-11-21 2009-09-15 Nabco Limited Prosthetic leg with knee braking function
JP2009541157A (en) * 2006-06-21 2009-11-26 チェイ、ドン−シュク Closure and container having it

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5184928B2 (en) * 2008-03-26 2013-04-17 株式会社今仙技術研究所 Prosthetic knee joint structure

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7588604B2 (en) 2002-11-21 2009-09-15 Nabco Limited Prosthetic leg with knee braking function
JP2005076881A (en) * 2003-09-03 2005-03-24 Hyundai Motor Co Ltd Pneumatic suspension device
JP2005230207A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Japan Labour Health & Welfare Organization Above-knee prosthesis controlled by healthy leg
JP2007252450A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Nabtesco Corp Method and device for ensuring internal pressure of air cylinder device for artificial limb
JP4646319B2 (en) * 2006-03-22 2011-03-09 ナブテスコ株式会社 Method and apparatus for securing internal pressure of air cylinder device for artificial leg
JP2009541157A (en) * 2006-06-21 2009-11-26 チェイ、ドン−シュク Closure and container having it

Also Published As

Publication number Publication date
JP3729283B2 (en) 2005-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6558430B1 (en) Air-cylinder apparatus for prosthetic limb
US6117177A (en) Artificial knee joint having a swing phase control member
US5948021A (en) Hydraulic cylinders for limb gait control
TWI599349B (en) Hydraulic damping cylinder, in particular for a knee prosthesis
US5779735A (en) Knee unit for above-knee prosthetic leg
KR100287380B1 (en) Brake Knee Joint
JP2627822B2 (en) Swing phase controller
US20060293761A1 (en) Hydraulic knee prosthesis
US20210145612A1 (en) Prosthetic with voice coil valve
GB2302027A (en) Prosthetic component with pneumatic device for knee articulation
JPH08511611A (en) Swing phase control for artificial knee joints
JPH08511190A (en) Swing phase control for artificial knee joints
US20070208431A1 (en) Swing Phase Control Device
JPH09551A (en) Free leg phase control method and air cylinder device for prosthetic foot
JPH05161668A (en) Hydraulic control unit for artificial leg
GB2343848A (en) Control unit for prosthesis
JPH11128257A (en) Artificial leg provided with air cylinder device
US2568052A (en) Control valve
EP1731811A1 (en) Closed position maintainable selector valve, knee torque device using the valve, and artificial leg
CN113153951B (en) Gas-liquid mixed damping cylinder for passive mechanical joint
JP4368957B2 (en) Prosthetic device
JP4646319B2 (en) Method and apparatus for securing internal pressure of air cylinder device for artificial leg
JPH06197917A (en) Cylinder for artificial leg
JP3948724B2 (en) Knee brake circuit for prosthetic leg and prosthetic leg including the same
JP2023547204A (en) prosthetic knee joint

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20041013

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050713

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050715

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050831

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050928

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050928

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081014

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091014

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091014

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101014

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111014

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111014

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014

Year of fee payment: 7

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131014

Year of fee payment: 8

EXPY Cancellation because of completion of term