JPS6144504B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、関節上部と関節下部がそれぞれ前側
回り継手と後側回り継手を有し、それぞれ２個の
前側回り継手および２個の後側回り継手が後方に
わん曲した連接棒によつて互いに連結されて成る
人工膝関節に関する。

上記の膝関節は、それ自体すでに数十年前から
公知の四軸関節である。この種類の新規な関節
は、関節離断術すなわち大腿が事実上完全に残
り、下腿全体の除去によつて離断が行われる切断
術の場合にも使用できるという利点がある。この
種の膝関節は、西ドイツ特許出願公告第2332993
号により公知である。関節上部と関節下部の間の
連結は、それぞれ両端が軸によつて互いに連結さ
れた２対の連接棒によつて行われる。回り継手の
位置は複雑な角関係によつて確定される。関節の
良好な機能を保証するためには、この複雑な角関
係を厳密に守らなければならない。２個の前側回
り継手を互いに連結する２個の前側連接棒は後側
連接棒と比較して、相当に短く形成されており、
非常に大きな曲率を有する。従つて２個の前側回
り継手は相互に比較的近接して配置されている
が、後側回り継手の間隔はおよそ２倍の大きさで
ある。

この公知の膝関節は、伸ばした下肢の十分な安
定性と曲げた時の膝内部の良好な回転中心位置を
保証するので、その機能自体に問題はない。この
関節によつて自然の膝の運動をかなり良く模擬す
ることができる。

公知の関節の欠点と考えられるのは、膝関節の
構成のために多数の複雑な形状の部材が必要であ
ることである。その結果、膝関節の組立も高価に
なる。もう一つの欠点は、膝関節のために比較的
大きなスペースが必要であるから、通常使用され
る化粧張を比較的薄手にしなければならないの
で、十分な外観が得られないばかりか、非常に早
くすり切れることも認められる。

従つて、本発明の目的とするところは、構造が
あまり複雑でない、とともにスペースをあまりと
らない、この種の人工膝関節を提供することであ
る。

この目的は、本発明により次のようにして解決
される。すなわち関節上部と関節下部の間の連結
部が関節の中心の両側に配設された２個の連接棒
からなり、一方では２個の前側回り継手を結ぶ線
と、他方では２個の後側回り継手を結ぶ線とが互
いに、小さな鋭角で傾いており、関節下部の２個
の回り継手を結ぶ線が、おおむね水平である。

このようにして、本発明による膝関節は公知の
膝関節と違つて２本の連接棒で間に合う訳であ
る。本発明による回り継手の配置によつて、回り
継手を互いに極めて近接して位置決めすることが
できるから、連接棒が支えねばならないてこ比が
はなはだ小さい。本発明による膝関節のために必
要な部材は、きわめて簡単に形成することができ
るから、製造が簡単である。膝関節全体が３つの
すべての方向で従来の膝関節よりも場所をとらな
い。

２個の連接棒が同じ形状を有することによつ
て、製造上の利点が一層拡大される。その場合、
連接棒は好ましくは同じ部材から作ることがで
き、これを180゜プラスまたはマイナス鋭角だけ
互いに回転させて膝関節に挿着する。なお連接棒
は、断面が円弧状であることが好ましい。

公知の膝関節では前側と後側に必ず異なる連接
棒が使用され、これが不可欠の要件とされたが、
本発明による膝関節は、前側と後側に全く同じ連
接棒を使用することが可能である。従つて膝関節
の機能を何ら失うことなく、膝関節の製造を一層
単純化することができる。

その場合、一方では関節下部の２個の回り継手
を結ぶ線と、他方では２個の後側ピン継手を結ぶ
線とが大体直交するならば、特に好適であること
が判明した。

関節上部の２個の回り継手の間の距離と、関節
下部の２個の回り継手の間の距離と、２個の後側
回り継手の間の距離とがおよそ１：２：４の比率
をなすように設計するのが効果的であることが実
証された。

連接棒を差込ピンによつて関節部分中の対応す
る穴に嵌挿することによつて、膝関節の組立の更
に大幅な単純化が得られる。これによつて、回り
継手ごとに特別のねじを設ける必要がなくなるの
である。

連接棒が山形材から成るならば、特に安定した
構造が得られる。

差込ピンを中空ピンとして構成し、その中に錠
止機構のジヨイントを挿入することが好ましい。
このようにして関節下部に挿入された２個の差込
ピンの中に錠止機構のジヨイントを挿入し、２個
のジヨイントの内の１つを、回り継手を貫通し
て、錠止機構に螺着すれば、唯一つのねじによつ
て膝構造全体の極めて簡単な錠止が得られる。従
つて、錠止機構に螺着したねじによつて構造全体
を結合することができ、その際、錠止機構は下側
差込ピンが対応する穴から滑り出ることを阻止
し、２個の連接棒の交互取付けによつて、上側差
込ピンが自動的に下側差込ピンによつて共に保持
され、そのために特別の補助的固定は必要でな
い。

好適な実施態様では、ねじを具備する差込ピン
に錠止機構が回転不能に固着されている。その場
合、錠止機構は、ねじを具備する端部に摩擦ブレ
ーキを具備することが好ましい。このようにし
て、全構造を保持する１本のねじの機能を、動作
の調整も行われるように拡張することができる。
ねじの調整に応じて膝は様々な程度に制動された
振り子運動を行うことになる。

特に、単純な実施態様では、摩擦ブレーキが積
み重ねた円板から成り、ねじがこれを貫通して突
出する。その場合、円板は交互に金属とプラスチ
ツクから構成することができる。

本発明による膝関節の構成、特に連接棒を２本
しか使用しないことは、動作の調節のために必要
なばね手段の、場所をとらない格納を可能にす
る。このばね手段は、後側連接棒と関節下部の間
に緊挿することが好ましい。その場合、ばね手段
の付勢力はねじの上に螺着したコイルばね用停止
ナツトにより調整することができる。

関節下部は前側連接棒の前方運動を制限するス
トツパを具備することができる。簡単な実施態様
では、このストツパは、ねじ付突出部を有し、該
突出部によつて関節下部のねじ穴に螺着すること
によつて調整自在であることが好ましい。

従つて動作の調節のために設けられたすべての
部分を２個の連接棒の間の空間に配設することが
できるから、動作の調節に必要なすべての部分を
含む膝関節全体を最小の空間に格納することがで
きる訳である。従つて、この種のあらゆる公知の
膝関節に比して、この点に大きな利点がある。

次に図面に示す実施例に基づいて、本発明を詳
述する。

第１図ないし第３図に示す人工膝関節は、人の
大腿切断基部３のためのＬ字形の固定アンカー２
と、それに一体結合された関節上部１から成り、
該関節上部１は２個の連接棒５，６を介して関節
下部４と連結されている。関節下部４に下腿義肢
の下腿管状部７が固定されている。

歩行方向に見て前側の連接棒５は回り継手８に
よつて関節上部１に、また回り継手９によつて関
節下部４に連結される。これらの２個の回り継手
８，９の後方に別の２個の回り継手１０，１１が
あつて、後側連接棒６により連結される。

連接棒５，６はいずれも同じ形状を有し、長手
方向に対してわん曲し、かつ、横断面円弧状をな
し、山形材から成る。山形材は連接棒に良好な剛
性を与える。前側から見て、２個の連接棒は膝関
節の中心に対し、それぞれ異なる側にある。回り
継手８，９，１０，１１は連接棒５，６にある差
込ピン１２から成る。差込ピン１２は関節部分
１，４に設けられた穴１３にそれぞれ嵌挿されて
いる。

関節下部４の回り継手９，１１を結ぶ線は垂直
な下腿管部７に対し、膝関節を伸ばした状態（第
１図）で、ほぼ水平である。

２個の回り継手９，１１を結ぶ線は２個の後側
回り継手１０，１１を結ぶ線と、おおむね直交す
る。２個の前側回り継手８，９を結ぶ線は垂直線
との間に小さな鋭角αを作るから、２個の後側回
り継手１０，１１を結ぶ線に対して、おおむね角
度α、傾いている。その結果、関節上部１の２個
の回り継手８，１０の間隔は関節下部４の２個の
回り継手９，１１の間隔より小さい。図示の実施
例では上側の回り継手８，１０の間隔が約２cm、
下側の回り継手９，１１の間隔が約４cm、そして
２個の後側回り継手１０，１１の間隔が約８cmで
ある。この構成で膝関節の見掛の回転中心Ｄは解
剖学的に正しく膝内部にある。膝関節が屈折して
も、回転中心Ｄの位置は余り変化しない。膝関節
は屈折すると脚が解剖学的に正しく短縮させるか
ら、足部義肢にとつて十分な自由があり、義肢着
用者は支障なく歩行することができる。

差込ピン１２は中空ピンとして構成されてお
り、その中に錠止機構１５のジヨイント１４を挿
着することができる。錠止機構１５は関節下部４
の２個の差込ピン１２に係合する。すなわち、短
いジヨイント１４によつて後側回り継手１１の差
込ピン１２に、またねじ１６として形成されたジ
ヨイントによつて前側回り継手９の差込ピン１２
に係合する。ねじ１６は連接棒５と差込ピン１２
を貫通して突出し、錠止機構１５に螺着されてい
る。このねじはすべての回り継手８，９，１０，
１１に対して唯一の固定手段をなす。同時にねじ
１６は、錠止機構１５が摩擦ブレーキとして構成
された場合の軸摩擦の調整にも利用される。ねじ
１６を受ける端部が、交互に金属とプラスチツク
で作られた重ね合わせの円板１７から成るからで
ある。短いジヨイント１４がある錠止機構１５の
弾性連接板１８と連結された金属円板を除き、金
属円板は互いに回転不能に固着されているが、プ
ラスチツク円板は回転自在である。外側金属円板
が長方形の張出しを有し、これが回り継手９の対
応する凹陥部に嵌合することによつて、金属円板
同士の回転不能な連結が行われる。長方形の張出
しには、ねじ１６を受けるための螺条もある。こ
のようにして、各金属円板と各プラスチツク円板
は回り継手９の回転の際に摩擦面の働きをする。
ねじ１６による押圧力の強さに応じて摩擦が様々
な強さになるから、ねじ１６の調整によつて下腿
の振り子運動を調節することができる。

後方に屈折した下腿を戻すために、膝関節に、
ばね手段１９が、いわゆる前方振出し用ばねとし
て用いられる。図示の実施例では、ばね手段が後
側連接棒６と関節下部４の間に緊挿されている。
このために関節下部４は回り継手９，１１の間
に、舟形状くぼみ２０を有し、プラスチツク円筒
２２の末端部に形成されたプラスチツク製頭部２
１が、このくぼみ２０に嵌着されている。プラス
チツク頭部は、コイルばね２３のストツパの役割
をする。コイルばね２３の他方の側は、停止ナツ
ト２４により保持される。停止ナツト２４はねじ
付棒２５の上でねじ込み位置が変えられる。ねじ
付棒２５はプラスチツク円筒２２の中に変位自在
に置かれている、後側連接棒６に設けた穴の中に
ボルト２６が挿着されている。ボルト２６は幅広
い溝２６ａを有し、ばね手段１９の支承の役割を
する。そのためにねじ付棒２５の端部に円筒形の
くぼみが設けられていて、そのくぼみがボルト２
６を部分的に取囲む。膝を曲げるとばね手段が圧
縮される。このため強められた復元力が働き、歩
行の際に下腿を前方へ押しやる。回転中心Ｄの位
置関係により、膝を完全に屈折した時に、ばね力
がもはや膝伸張方向に働かないで、膝の屈折を更
に助けることが保証される。このようにして、屈
折した膝を休止位置に保持することができる。ば
ね２３の復元力は調整可能な停止ナツト２４によ
つて、義肢着用者の個人的条件に合わせて調節す
ることができる。

第１図で明らかなように、関節下部４は引上げ
られた連接板２７を有し、そこにねじ穴がある。
このねじ穴にストツパ２８のねじ付突出部が螺着
されている。ストツパ２８は前側連接棒５の後方
運動を制限するように、前方に向けられている。
ねじ付突出部を有するストツパ２８は上述のよう
なねじ構造のため前後に位置調整できるので、膝
関節を伸ばした時の固定アンカー２並びに大腿切
断基部の傾きがストツパ２８の調節によつてきま
るように、伸ばした脚の膝関節の休止位置を調節
することもできる。

こうして、膝関節の機能のために重要なすべて
の部分が垂直方向には関節上部１と関節下部４の
間に、また横方向には２個の連接棒５，６の間の
空間に収容されている。本発明による膝関節は、
組立が容易な極めてわずかの簡単な形状の部品か
ら成る。コンパクトな構造により、又、十分な美
観を可能にする、必要な厚さの化粧張をかぶせる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による人工膝関節の側面図、第
１ａ図は第１図−線に沿つた断面図、第２図
は第１図による膝関節の前面図、第３図は膝関節
を曲げた時の連接棒の位置の図を示す。 １……関節上部、４……関節下部、５，６……
連接棒、８，９……前側回り継手、１０，１１…
…後側回り継手。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 関節上部と関節下部が、それぞれ前側ピン継
   手と後側ピン継手を有し、それぞれ２個の前側回
   り継手および２個の後側回り継手がわん曲した連
   接棒によつて互いに連結されてなる人工膝関節に
   おいて、関節上部と関節下部の間の連結部が、関
   節の中心の両側に配設された２個の連接棒５，６
   から成り、一方では２個の前側回り継手８，９を
   結ぶ線と、他方では２個の後側の回り継手１０，
   １１を結ぶ線とが相互に小さな鋭角αで傾いてお
   り、関節下部４の２個の回り継手９，１１を結ぶ
   線が、おおむね水平であることを特徴とする人工
   膝関節。 ２ ２個の連接棒５，６が同じ形状を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の人工
   膝関節。 ３ ２個の連接棒５，６が同じ部材から成り、
   180゜プラスまたはマイナス小さな角αだけ相互
   に回転させて膝関節に挿着されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の人工膝関
   節。 ４ 一方では関節下部４の２個の回り継手１０，
   １１を結ぶ線と、他方では２個の後側回り継手
   ９，１１を結ぶ線とが、おおむね直交することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
   いずれか１に記載の人工膝関節。 ５ 連接棒５，６が断面円弧状であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
   れか１に記載の人工膝関節。 ６ 関節上部の２個の回り継手８，１０の間の距
   離と、関節下部の２個の回り継手９，１１の間の
   距離と、後側回り継手１０，１１の間の距離とが
   １：２：４の比率であることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項または第５項に記載の人工膝関
   節。 ７ 差込ピン１２が関節部１，４中の対応する穴
   １３に嵌挿されることにより、連接棒５，６が関
   節部に取付けられることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第６項のいずれか１に記載の人
   工膝関節。 ８ 連接棒５，６が山形材から成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれ
   か１に記載の人工膝関節。 ９ 差込ピン１２が中空ピンとして構成され、錠
   止機構１５のジヨイント１４，１６を該中空ピン
   の中に挿入しうることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項または第８項に記載の人工膝関節。 １０ 膝関節が関節下部４に挿入された２個の差
   込ピン１２の中に挿着した錠止機構１５のジヨイ
   ント１４，１６によつて保持され、該ジヨイント
   の１つ１６が回り継手９を貫通して突出し、錠止
   機構１５の中に螺着されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第９項に記載の人工膝関節。 １１ 錠止機構１５がねじ１６を有する差込ピン
   １２に回転不能に固着されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項に記載の人工膝関節。 １２ 錠止機構１５がねじ１６を有するその端部
   に摩擦ブレーキ１７を具備することを特徴とする
   特許請求の範囲第１１項に記載の人工膝関節。 １３ 摩擦ブレーキが重ねられた円板１７から成
   り、前記ねじ１６が重ねられた円板を貫通し、か
   つ円板１７が、おおむね１つ置きに差込ピン１２
   に回転不能に固着されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１２項に記載の人工膝関節。 １４ 前記重ねられた円板１７が交互に金属とプ
   ラスチツクから成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１３項に記載の人工膝関節。 １５ 後側連接棒６と関節下部４の間に、ばね手
   段１９が緊張されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第１４項のいずれか１に記
   載の人工膝関節。 １６ ねじ付棒２５上に螺着したコイルばね２３
   の停止ナツト２４によつて、ばね手段１９の付勢
   力を調整しうるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１５項に記載の人工膝関節。 １７ 関節下部４が前側連接棒５の後方運動を制
   限するストツパ２８を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第１６項のいずれか１
   に記載の人工膝関節。 １８ ストツパ２８が調整可能であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１７項に記載の人工膝関
   節。 １９ ストツパ２８がねじ付突出部を有し、該ね
   じ付突出部によつて関節下部４のねじ穴に螺着さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１８
   項に記載の人工膝関節。