JPS63277053A - モジュラー複合義足および義肢 - Google Patents

モジュラー複合義足および義肢

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JPS63277053A JP63071685A JP7168588A JPS63277053A JP S63277053 A JPS63277053 A JP S63277053A JP 63071685 A JP63071685 A JP 63071685A JP 7168588 A JP7168588 A JP 7168588A JP S63277053 A JPS63277053 A JP S63277053A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 鋸ｙしど毘月− １、発明の分野 本発明は義肢装置に間し、特に義足および義肢装置に関
する。
２、先行技術 種々の義足および義肢装置が先行技術において知られて
いる。そのような装置は、一般に、装置を下肢の背側の
端部に結合し、身体の支持を行うために地面にまで延び
る取付は具のある形態を含んでいる。
そのような装置、特に膝以下で取付けるように意図した
装置は肢部分および足形状部分を含み、使用者が歩行し
、または従来と同様な動きを行うと足部分が肢部分に対
して種々の角度をとることができるようにそれらの間に
ある形状のピボットビンを持った組立体として現在ひん
ばんに製造されている。このような一般的な形式の装置
は、米国特許第２，３７９，５３８号、第３，４００，
４０８号、第４，００７．４９６号、第４，０８９，０
７２号および第４，１６１，０４２号に開示されている
。
ある義肢装置は、また足部分と下肢との接続部との間に
ある回転可能性、例えば米国特許第３．４００．４０８
号のボール継手および米国特許第４．１８６．４４９号
回り継手を含んでいる。一般に、肢および足部分は通常
は堅い部材であるが、しばしば弾性エネルギ吸収部材が
衝撃を吸収しまた踵関節を好ましい位置に置くような他
の目的のために含まれていた。
また、関連する技術としては、本発明者の米国特許第４
，５４７．９１３号があり、この特許は強化繊維の利用
および一体構造を特徴とする義肢を開示している。装置
に関連するものとしては、義足の関節結合した踵および
前方部分を開示するマクファーランドの米国特許第１，
１２８，０１８号、カーボン繊維織物シートから製造し
た人工下肢部品を開示するブラウンの米国特許第４　、
３９７　、０４８号および同一の膝支持部材および踵取
付は部材に協働するように構成した複数の子め形成した
モジュラ−脛骨部材（脛骨チューブの長さは異なる）の
利用を開示するイエレの米国特許第４，３９５，７８３
号がある。
先行技術は、例えばイエレの米国特許において、異なっ
た脛骨の長さの義肢が供給できるように、大腿部および
踊の取付けに関連するモジュラ一部品を利用する概念を
教示しているが、異なったモジュラ−を設ける必要なし
に、異なった長さの下肢部分に適合するように切断され
るように構成した単一のモジュラ−パイロンの概念を教
示するものではない。
さらに、先行技術の義肢は、本発明者の前述の特許に開
示しであるものを除いて、不当に堅く、機械的な動きで
あり、義肢の使用者の肢に取付けが困難である欠点を有
していた。
光ｊしと薩滉」Ｊ」カー 使用者の側に高度の活動性を与える複合義足および義肢
が本発明に開示される。義足および義肢は肢部分、足部
分および踵部分に対して樹脂含浸強化フィラメント構造
体を使用しており、これらの３つのすべての領域には比
較的自然の感覚で使用者に高度の活動性を与えるように
好ましくけ高エネルギ復帰特性の弾力的な可撓性が与え
られている。義足および義肢の３つのすべての部分は堅
く結合されており、肢部分の可撓性が踊を中心とするお
よび垂直軸線を中心とする両方のトルクに応答して足お
よび踵部分の可視性に加算され、それと同時に構造体の
横方向の堅さを与える。
また、本明細書に開示されているものは、モジュラ−脛
骨部分を組込んでいる本発明者の前述の特許に示された
特徴の義肢である。前記モジュラ−脛骨部分は、２つの
領域、すなわち下部の可視性領域および上部の堅い取付
は領域を有している。
下部の可撓性領域は、通常はほぼ１０インチ（約２５．
４ｃｍ）の長さを有し、上部の堅い取付は領域は任意の
所望の長さを有すればよいが、肢の長さの広範な拡がり
に適合するように切断できるような寸法である。したが
って、肢の脛骨部分の複数のモジュラ−を準備する必要
性はなくなり、取付は部分が義肢が取付けられる特定の
個人に適合するように容易に切断される。
設計、製造および特定の個人の条件に義肢を適合するこ
とにおいて出合った主要な問題の１つは、そのような個
人に先行技術の義肢を適合する際に出合う多数の変数で
ある。主要な変数の内には、もちろん、義肢が取付けら
れる個人の体重、高さく身長）歩行の仕方、活動性であ
る。
したがって、義肢の脛骨部分の長さは均一であるけれど
も、個人の高さに適合できるように、本発明者は異なっ
た個人に義肢を取付ける際に出合う体重および活動性の
ファクタに適合するように構成した義肢の脛骨部分の多
数の異なったモジュラ−を提供するものである。
さらに、義肢の脛骨部分に対する新規な調整および取付
は手段に加えて、本発明者は義肢の足指および踵部分に
対するほぼ無限の調整を提供し、足指および踵部分を互
いに対して踵および足指の歩行および向きにおける微妙
な変化に適合させるものである。
日の一細ｔｉ日 次に、図面を参照して、本発明を説明する。
最初に、第１図を参照するに、本発明の第１実施例の斜
視図が示されている０本発明の他の実施例の特徴から明
らかなように、第１図の実施例は、先行技術の義肢装置
に通常見られるような特徴ある踵ビンまたはピボットを
有するのとは反対に、足部分２０、踵部分２２および肢
部分２４のすべてが、結合部材２６によって踵領域にお
いて互いに固定されている点で、組立体としての特徴を
有する。第１図の装置は、堅くはなく、個々の部材の特
定の形状と組合わさった装置の強化樹脂含浸フィラメン
ト構造体がある特定の種類の荷重に関して装置にコンプ
ライアンス（やわらかさ）、特に非消費コンプライアン
スを与え、たわんでいる間装置に与えられたエネルギは
踊関節または種々の足置と組合わさった緊張した筋肉お
よび筋肉構成が達成するように、たわみがなくなると、
装置によって戻される。
特に、足部分２０および踵部分２２の両方は、義肢装置
のそれぞれの部分上の垂直荷重に応答して足および踵が
強力なりッション効果およびエネルギ貯蓄の両方を与え
るような平らなばね状部材として働くように均衡がとら
れている。特に、これらの２つの部材のばね率は、荷重
の定確な方向に依存して、これらの部材が垂直方向にほ
ぼ完全に非エネルギ吸収コンプライアンスを与えるよう
に、低いものである。この点に関して、例えば、足部分
の領域２８は足部分の先端３０より厚くなっている。ま
た、このことは多くの理由により望ましいことである。
最初に、義肢装置の底面図である第３図に示すように、
足部分２０の平面形状は普通の足の平面形状に極めて類
似しており、第２図の仮想線で示す軽量フオームラバー
または他の被覆物３２と共に着けられたとき普通の靴に
一層適合する。さらに、しかしながら、厚い領域２８か
ら薄い領域３０までの厚みのテーパは一層高い曲げモー
メントの領域において小さいコンプライアンス構造体を
与える。このことは、足部分の最大応力を減少し、かつ
その長さの主要部分にわたって足部分のたわみの良好な
分布を行う二重効果を有し、特にもし着用者が足指領域
全体に肢によって支持する重量を集中するように前方に
かたむいた膝を有するならば、足部分の一層大きな垂直
方向のコンプライアンスを与える。
前述のように、踵部分２２は、実質的に非エネルギ吸収
形式で垂直荷重に応答する自然の可撓性を意図的に与え
るように形成されている。踵支持が足部分２０の接地よ
り肢部分２４の下端における踵領域に一層接近している
ので、踵部分２２は意図的にＵ形状構造体として形成さ
れて、全体の荷重支持能力を維持しながらコンプライア
ンスの増加のためにフィラメント補強構造体の長さを大
きくしている。第１図および第２図に示す実施例におい
て、エラストマー踵バッド３４がコンプライアンスを増
加するためにさらに用いられている。
この点に関して、本発明にしたがって製造したプロトタ
イプの義肢装置でのテストは、足指部分３０で容易に得
られるコンプライアンスがほぼ正確であり、装置の踵お
よび使用者の可動性が踵部分を一層コンブライアンスの
あるように作成することによって幾分さらに高められる
ことを示した。
このことは、踵部分のばね率が一層低くなるように踵部
分を薄くすることによって達成される。このようにして
得られるコンプライアンスには、しかしながら、応力の
増加および一層コンブライアンスのある構造体に関連す
る荷重支持能力の減少のなめに、限度がある。踵部分２
２は、しかしながら、一層薄い構造体の結果として増加
したコンプライアンスのすべてを相殺しないが荷重の大
部分を支持するような付加的手段を設けて、より大きな
たわみ能力を与えるように、曲げ領域のフィラメント補
強構造体を薄くすることによって一層コンブライアンス
があるようにすることもできる。
義肢および義足の製造の好ましい態様は、縦方向のフィ
ラメントを結合し、荷重下でその分離を防ぐように、肢
、足および踵部分の縦方向（長手方向）のフィラメント
に横方向の小部分のフィラメントを介在させるような組
合わせを用いることである。約７０％の縦方向の（９０
°）のフィラメントに対して約３０％の横方向の（０°
）のフィラメントの比が適切であることが見出されてい
る。縦方向に配向したフィラメントは互いに中間接触し
て配置に積層状態で配列されている。
エポキシ結合剤で結合したカーボンフィラメントは約２
インチ（約５ｃｍ）の肢の巾、０．３インチ（約０．７
６ｃｍ）の肢の厚さ、５．３７５インチ（約１３．６５
ｃｍ＞の足指の長さおよび１２インチ（約３０．５ｃｍ
）の肢の長さく必要に応じて取付けるために切断できる
）を有している。１３５ボンド（約６０７．５ｋｇ）の
荷重に対する足および踵領域の計算した最大応力は引張
りおよび圧縮（たわみ応力）において２５　、２８６　
ｐｓｉ　　（約１７４４７３Ｘ１０３Ｎ／ｍ２）であり
、シート中で３３８ｐｓｉ　　（２３３２Ｘ　１０’　
Ｎ／ｍ”　）である。
この第１ユニツトの垂直ばね率は約７３５ボンド／イン
チ（約１３０　ｋｇ７ｃｍ　）であり、約１１５インチ
（約０．５ｃｍ　）の１３５ボンド（約６０．７ｋｇ）
の静荷重の下でたわみを与える。明らかに、歩行中、ま
たは走ったり、テニスをしたりするようなもつと活気の
ある活動中の動荷重下のたわみはもっと高くなる。これ
に間して、義足および義肢が極めて軽量であるので、そ
の可視性およびかかった荷重が減少するときたわみの開
腔に与えられたエネルギを戻す能力によって、使用者は
活動的にテニスのようなスポーツに参加できる。
先行技術の義足および義肢のあるものは踵の位置に適当
なベアリングを設けることによって踵においである程度
の角度的自由を達成しているが、本発明は肢部分２４の
断面および長さの結果として垂直軸線６０（第１図を参
照）を中心とするコンプライアンスによって同一の自由
度を得ている。
この点に関して、前述の第１ユニツトは、肢部分の頂部
と足および踵部分との間に約１４インチボンド／回転度
（約１６ｃ＋ａｋｇ／回転度）の垂直軸線を中心とする
引張りばね率を有する。最後に、本発明の好ましい実施
例の肢部分の形状、特に縦方向軸線６２に沿った肢部分
２４の断面の比較的高い面積の慣性モーメントおよび横
方向軸線６４に沿った同一断面の比較的低い面積の慣性
モーメントが軸線６２を中心としては非常に堅い構造体
を提供するが軸線６４を中心としては非エネルギ吸収コ
ンプライアンスを与え、このことにより、膝関節の回転
能力が義足および義肢に与えられる。
このコンプライアンスは、義肢の性能を著しく高めるの
に充分であるが、もちろん、制限がある。
第２ユニツトが製造され、テストされた。このユニット
はエポキシ含浸カーボンフィラメントを用いてやはり製
造された。第２ユニツトは２インチ（約５ｃｍ）の巾を
有し、０．３２インチ（約０．８ｃｍ）のわずかに厚い
肢部分を有している。
第２ユニツトは５．７５インチ（約１４．６ｃｍ）の足
指の長さ、１３インチ（約３３ｃｍ）の肢の長さ、１３
５ボンド（約６０．７ｋｇ）の荷重に対してたわんだ状
態で２３．６８４ｐｓｉ（約１６３４１９．６Ｘ１０’
　Ｎ／ｍ２）　、シート状態で３１６　ｐｓｉ（約２１
８０．４Ｎ／ｍ”　）の最大応力を有する。第２ユニツ
トの垂直ばね率は７２２ポンド／インチ（約１３６　、
７Ｋｇ／ｃ層）であり、ねじりばね率は１５．６インチ
・ボンド７度（約１７　、８ｃ［ｋｇ／度）である。
両方のプロトタイプの装置はテストにおいて優秀な結果
を与えた０両方の装置は、極めて軽量であり、使用者の
のエネルギを多くは消費させず、切断した肢の背側端部
に加わる荷重を減少し、縛り張力の実質的な減少を可能
にして義肢を肢に保持する。このことは使用者を快適に
するのに役立ち、肢での通常の回転を可能にする。製造
した２つの実施例の装置はカーボンフィラメントを用い
て製造されたが、例えばガラス、ケブラーおよびナイロ
ンのような他の種類のフィラメントが用いられて、軽量
で構造的なおよび動的な特性を使用者に合わせることが
できる。この点に関して、装置の強度および堅さは単に
寸法および（または）比を変更することによって独立し
て自由度の各軸線における要求に応じて仕立てることが
でき、それによって自然の踵および足の多重軸線の筋肉
系をシュミレートすることができる。また、フィラメン
ト（カーボン、ガラス等）の種類の差はばね率に影響を
与え、装置の特性のさらに大きな選択および制御を与え
る。
複合義足および義肢の前述の実施例は使用者に以前は不
可能であった多数の活動を可能にする能力を与える。し
かしながら、装置は、一般にワンピース組立体として製
造されるので、使用者の自然の肢の寸法に整合するよう
な寸法の義肢の組立を可能にするために種々の部品を相
互に交換することが不可能であることにおいて欠点を有
している。同様に、肢部分のたわみは肢部分の長さに依
存し、肢部分は特定の使用者の要求に合う長さを持たな
ければならない、義肢装置の注文製造が各使用者の特徴
および要求を適切に満足させるために一般に必要とされ
る。しかしながら、第５図および第６図の改良した実施
例は、この問題をほぼ解決し、ある限られた標準部品の
製造および貯蔵を可能にするものである。標準部品は、
多数の使用者の一人一人に適合されるが、装置の所望の
特性のすべてを達成するものである。
特に、平均の使用者の断端から床までの距離は約１３イ
ンチ（約３３ｃｍ）であり、使用者の９８％が１０イン
チ（約２５．４ｃｍ）および１フインチ（約４３ｃｍ）
の間にある。このことは、もし本発明の義足および義肢
の脛骨の上端がその弾性特性を損なうことなしに適合中
切断されることができるならば、義肢装置の部品は標準
の部品として製造され、貯蔵部品から必要に応じて選択
され、切断され、適合されうろことを官味している。
このことは、第１図ないし第４図の実施例に示すような
ほぼ均一な断面の肢部分を作らずに、むしろ１０インチ
（約２５．４ｃｍ）の高さ以下の部分に含まれる所望の
可撓性およびばね特性を足および肢部分が有し、それ以
上の端部を一層堅く、好ましくは、端部が切断される高
さとは無関係に便利に取付けることが可能なようにほぼ
均一断面を有するように製造することによって達成でき
る。
明らかに、上端部の所望の堅さは、その領域の断面の巾
および厚さの両方を増加することに得られるが、垂直軸
線および横方向水平軸線を中心とするばね率はその厚さ
に一層依存するので、所望の堅さは、上端部が拡げられ
るか否かとは独立して、上端部を厚くすることによって
基本的に得られる。
第５図および第６図を参照すると、前述の特徴を有する
フィラメント補強足および肢が示されている。この実施
例においては、足部分７０および脛骨部分７４は一体の
フィラメント補強体として製造されており、肢の足７０
および脛骨７２は、使用者が足部分７０の前方部分で立
つ状態に応答して、垂直ねじれ軸線および水平横方向軸
線の両方を中心とする所望の可撓性およびばね特性を有
するように均衡されている。
一方、上端部７６は、足部分７０および肢の可撓性脛骨
部分７４より厚く、上端部７６を堅くしている。上端部
はまた、後述するが、容易に取付けるために、必要に応
じて、可撓性脛骨部分７４より一層広く作ることもでき
る。しかしながら、堅さは巾より厚さを増すことによっ
て基本的には得られる。
また、好ましくは、上端部７６は、上端部が適合中切断
される箇所とは無関係に義足および義肢の上端部が既知
の寸法および断面を有するように、ほぼ長方形断面であ
り、真すぐであり、その長さにわたって均一断面である
。一般に、堅い上端部７６は床の高さからほぼ１０イン
チ（約２５．４ｃｍ）まで延びているべきであり、言い
換えると、可撓性脛骨部分７４は、好ましくは、床から
１０インチ（約２５．４ｃｍ）を越えない高さまで上方
に延び、はぼあらゆる使用者に適合するために要求され
る堅い上端部７６の切断を可能にし、一方断端取付具の
取付けに対して堅い上端部７６の充分な長さを残してお
く。
また、第５図に示す実施例において、踵部材７８は足お
よび肢部材とは一体に結合されておらずに、むしろボル
ト８０によって足および肢部材に固定されている。ボル
トのヘッドおよびナツトの下に適当な支持プレートを用
い、かつナツトをボルトにロックするための適当な手段
を用いることによって、２つの部品は、部品の所望の可
撓性を妨害することなく、部品を望ましく保持するのに
充分な堅さで互いにボルト止めされる。この点に間して
、着脱自在の踵の使用は、特定の使用者の要求に合うよ
うな種々の部品の製造および取付けの際の融通性を与え
る。
この実施例の義肢および義足の好ましい取付けが第５図
に示されている。特に、所定の長さに切断した堅い上端
部７６はボルト８４によって取付はバー８２にボルト止
めされ、取付はバー８２は樹脂含浸強化フィラメント布
を積層し硬化することによって形成したフィラメント補
強ソケット構造体８６内に固定されている。この取付け
は、摩耗または何らかの理由による破損がある場合に部
品が交換できないような仕方で肢部分自体が積層したソ
ケット構造体中に埋め込まれるような取付けとは区別さ
れる。このようにして、この改良した実施例では、義足
および義肢またはそれらの部品は保持でき、ソケットだ
けが廃棄できる。
特に、第７図ないし第１２図を参照すると、今まで述べ
てきた実施例に対する改良を含む義肢１００が示されて
いる。義肢１００は、下肢用義肢、すなわち膝以下の断
端を残して下肢が切断された使用者によって利用される
のに特に適した義肢であり、断端が断端ソケット１０２
に収容されて種々の周知の手段によって断端に義肢１０
０を固定することを可能にしている。
図面の第７図ないし第１２図に示すように、義肢１００
は、樹脂含浸フィラメント材料から製造したほぼ垂直方
向に向いたパイロン１０４を含んでいる。利用されるこ
のような材料の代表的なものはエポキシ樹脂を含浸した
カーボン繊維フィラメントがある。フィラメントの長さ
は、フィラメントがパイロン１０４の上端部１０６から
パイロンの脛骨部分１０８を通ってその前方に延びる足
部分１１０まで延びるようなものが好ましい、エポキシ
または他の適当な樹脂で含浸されるとき、細長い繊維状
またはフィラメント状の材料は、前述の最小エネルギ吸
収のコンプライアンスを与えるような連続体を形成し、
通常波のたわみおよび歩行を厳密にシュミレートする自
然の動きを義肢に与えるような固有の弾性および実物の
ような動きをパイロンに与える。
パイロン１０４の一体化領域を説明する際、脛骨部分お
よび前方に延びる足部分１１０の中間のパイロンの下部
弓状端部を踵部１１２と考えるのが便利である。
パイロン１０４の上端部１０６は、第７図に示すように
、上端部を堅くするような厚みを有し、コンプライアン
スのある、弾性の脛骨部分１０８および上端部１０６の
間に境界線を形成する。
一般的に、図面の第５図および第６図の実施例の説明で
示すように、厚い、堅い上端部以下のパイロンの垂直長
さは、はぼ１０インチ（約２５．４ｃｍ）であり、パイ
ロンの長さの調節は、上端部１０６に充分な長さを設け
て、上端部が所望の長さに切断されてパイロンの全体の
長さを得ることによって達成される。
その結果、前述のように、１つの長さのパイロン１０４
は、個々の長さのパイロンを設ける必要なしに、下肢の
異なった高さ、すなわち異なった長さを持つ個人々に適
合するように、利用できる。
さらに、パイロン１０４の上端部１０６に与えられる堅
さは、前述したように、種々の固定具、すなわち取付具
によって断端ソケット１０２に対するパイロン１０４の
固定を極めて容易にする。
前後方向に上端部１０６を厚くすることによってパイロ
ン１０４の上端部１０６の堅さを達成することを記載し
てきたが、上端部１０６の堅さは、他の手段、例えば上
端部の堅さを増すための堅い金属部材を組込むこと、ま
たは厚みよりむしろ上端部の巾を拡げることによって達
成できる。
パイロンは踵部分１１２にわったて厚みを徐々に細くし
、前方に延びる足部分１１０で終わることもできる。義
肢１００の足を完成させるために、後方に延びる足部分
１２０が設けられており、この足部分は前方に延びる足
部分１１０の下面に合わせたわずかに弓状前方端部１２
２を有しており、一対のボルトおよびナツトワッシャの
組合わせから成る複数の固定具１２４によって前方に延
びる足部分１１０に着脱自在に固定される。したがって
、義肢１００の踵部分１２０は前方に延びる足部分１１
０の下側に着脱自在に固定され、前方に延びる足部分１
１０に対する交換可能な踵の高さまたは長さの踵部分１
２０の固定を容易にする。
図面の第８図および第１０図に示すように、義肢１００
の前方に延びる足部分１１０は個々の使用者の要求に合
うような寸法形状である。
異なった長さの踵部分１２０を与える実施が図面の第１
０図に示されており、そこには、踵部分取付ジグ１２８
の利用が示されている。取付ジグの設置および操作は詳
細には後述する。
前方に延びる足部分１１０の前方端部の下側に接着され
ているのは弾性パッド、すなわちクッション１３０であ
り、同様なパッド１３２は踵部分１２０の後方端部の下
側に接着されている。これらのパッドの高さおよび長さ
は義肢が要される特定の個人の必要に合わせて仕立てら
れることができる。
例えば、踵の高さは３／４インチ（約１．９ｃｍ）およ
び２インチ（約５ｃｍ）のモジュールで提供でき、踵の
高さは所定のナイロンティルト調整と関連させることが
できる。この結果、踵クッション１３２の高さの変化と
組合わさった種々の長さの踵部分１２０を設けることに
よって、先行技術の構成では達成できなかったモジュラ
−特徴を義肢１００の踵部分１２０に与えることができ
る。
義肢１００が使用される個人の条件に踵部分１２０を適
合させるのに著しく寄与するのは、図面の第７図および
第１２図に示すように、てこ作用ブロック１４０を設け
ることである。てこ作用ブロックは踵くさび１４２によ
って構成されており、踵くさびは、踵部分１２０および
義肢の前方に延びる足部分１１０の間の交差１４６にお
ける前方に延びる足部分１１０の下側に適合しうる曲線
状上面１４４を有する。踵くさびの下側１４８は比較的
平らで後方に延びる足部分１２０の上面に適合する。
踵くさび１４２はウレタンゴムから製造され、前方に延
びる足部分１１０の下側と踵部分の上面との間の交点空
間中に挿入され、種々の接着剤の任意の１つによって前
記両方の表面間に保持される。踵くさび１４２には異な
った長さおよび厚みのものが設けられ、後方に延びる踵
部分１２０のてこアームの長さおよび義肢の踵部分の堅
さを決定できる。
前述のように、足の寸法および形状は、義肢の使用者の
足の左右の輪郭に合わせて、製造者から義肢を出荷する
前に決められる。
さらに、異なった程度の堅さを与える５個の異なった踵
のモジュールが提供され、２つの異なった輪郭の踵部分
１２０が比較的平らな踵の靴および比較的高い踵の靴に
合うように提供されている。
このようにして、踵の高さは零インチ（零ｃｍ）から２
インチ（約５ｃｍ）まで変更できる。
前述のように、義肢の前方に延びる足部分１１０に対す
る踵部分１２０の前方端部の位置決めはドリルジグ１２
８を利用して決められる。ドリルジグ１２８は、図面の
第９図および第１０図に示すように、組立てられた前方
に延びる足部分１１０および後方に延びる踵部分１２０
を締付けて保持するのに適した隔置した締付はバー１５
２から成る。締付はバー１５２は、ボルト、ナツトおよ
びワッシャ組立体１５４によって組立てられた足および
踵部分１１０および１２０を締付けた状態で維持し、組
立体１５４は、図面の第７図に示すように、前方に延び
る足部分１１０に対する踵部分１２０の選択した部分が
足および踵部分に対応する穴１５６を形成する間維持さ
れるように、締付けられる。
穴１５６の形成は締付は固定具１２８中のドリルガイド
１５８を使用して行われ、足部分１１０に対する踵部分
１２０の正確な調整がこのようにしてなされる。
締付は固定具１２８は取付は工程中に用いられて、足部
分１１０に対する踵部分１２０の最大および最適調整を
可能とし、一方義肢の全体が義肢使用者の特定の条件に
調整される。ｊ！適調整であると考えられた後、締付は
固定具がボルトおよびナツトの組立体１５４を用いて完
全に締付けられ、次にドリルガイド１５８を用いるドリ
ル工程がなされる。
その後、ボルトおよびナツトの組合わせ１２４が足およ
び踵部分１１０および１２０のそれぞれの対応する開口
１５６に挿入され、踵部分１２０を足部分１１０に対し
て最適な関係で堅く締付ける。
図面の第７図および第１１図は、それぞれの踵部分１２
０のてこアームを調整するための異なった高さの踵くさ
び１４２の利用および踵部分の低エネルギ吸収コンプラ
イアンスを示している。
異なった個人の解剖学上のおよび活動上の特質の適合の
際Ｉ！ｔ３１！状態を得るために、５個のパイロンが１
００ボンド（約４５ｋｇ）から２２５ボンド（約１０１
　ｋｇ＞まで２５ボンド（約１１．２ｋｇ＞の増分の体
重の人に適合するように設けられた。
１００ポンド（約４５ｋｇ）の人のパイロンに対する積
層の層の数は、０．２１０ボンド（約０．５３　ｃｍ）
の合計厚みに対して約４０であり、２２５ボンド（約１
０１　ｋｇ）の人のパイロンに対する積層の層の数は、
約７０であり、０．３４０インチ（約ｏ、８６ｃｓ）の
厚みがあった。その結果、義肢の脛骨部分１０８の厚み
、踵部分１１２および足部分１１０の厚みは、使用者の
体重または活動の程度が増加するにつれて増加する。
例えば、もし２００ボンド（約９０　ｋｇ）の人が種々
のスポーツをやっているために極めて活動的ならば、そ
の人は、２００ボンド（約９０　ｋｇ）パイロンより２
２５ボンド（約１０１　ｋｇ）パイロンに適合する。
さらに、パイロンの巾は１００／１２５ボンド（約４５
１５６ｋｇ）および１２５／１５０ボンド（約５６／６
７ｋｇ）パイロンが１５０ボンド（６７ｋｇ）ないし２
２５ボンド（約１０１　ｋｇ）の範囲にある体重の個人
に適合する３個のパイロンにより狭い巾を与えるように
、調整された、２つの狭い巾のパイロンは肢部分で約１
３７４インチ（約３．１７ｃｍ）の巾であり、足部分で
２．４インチ（約６ｃｍ）の巾である。３個の重い体重
をささえるパイロンの広い巾は肢部分で２インチ（約５
ｃｍ）であり、足部分で２．８インチ（約７　ｃｎ＋）
であった。
一般に、５個のパイロンが次の重量間隔に対して割当て
られる。
Ｎα１　−　１００／１２５ Ｎ［Ｌ２　　−　　１２５／１５０ 磁３　　−　　１５０／１７５ 隘４　　−　　１７５／２０Ｏ Ｎ［Ｌ５　　−　　２００／２２５ 明らかに、付加的な積層は、パイロンの巾が減少される
と強度を維持するために加えられる。パイロンに対して
０．３５０インチ（約０．８８ｃｍ）の合計厚みを得る
ために、各０．００５インチ（約０．０１３ｃｍ＞の厚
みのグラフディトフィラメントの通常７０枚の層が用い
られる。
前述のように異なった体重で分類したものに対して与え
られた５個のパイロンの各々は低い数のパイロンより厚
みが約０．０２５ないし０．０３０インチ（約０．０６
３ないし０．０７５ｃ＋＊）大きい。
義肢全体はカーボン繊維またはグラファイト積層から製
造され、積層の配列パターンはパイロンの中央部分の縦
方向の配向およびパイロンの縁における角度配向の特徴
を有している。この配向はパイロンの上端部１０６から
足部分１１０にわたって延びており、それによって構造
の動的連続性を得ることができ、また前述のようなエネ
ルギ保存コンプライアンスを可能にするものである。
さらに、前述のように、種々の動的領域中のパイロンの
厚みの徐々の変化がある６例えば、選択したパイロンに
おいて、肢部分１０８は０　、２８０イー　　　ンチ（
約０．７１ｃｍ）の厚みであり、踵部分１１２は０　、
２５０インチ（約０．６３ｃｍ）の厚みであり、前方に
延びる足部分１１０は０．１１０インチ（約０．２８ｃ
ｍ）の厚みである。
改良の最も重要な特徴の１つは、足および踵組立体の最
も大きな緊張領域が踵および足部分の耐久性およびコン
プライアンスを改良するように発生される事実にある。
踵部分１１０に足部分１２０を直接取付けることは、踵
による着地から、中間姿勢を通って、足指の離れまでの
スムースな移行を与える。さらに、交差空ＩＷＪ１４６
が形成されており、足および踵部分１１０および１２０
のコンプライアンスおよび融通性の一層大きな制御を与
えるようにてこアームくさび１４２の利用を可能にする
。
好ましくは耐裂断エチルビニルアセテートフオームから
製造される化粧用カバーが義足に対して設けられてもよ
い。フオームを利用する１つの望ましい方法は、予め切
断したシートの形状であり、シー１〜は、義足１００を
着用する人の測定しようとする側の整合を行うように容
易に形状を直すことができる。
義足１００はパイロン１０４の長さの調整を特徴として
いる事実から、踵および前方に延びる足部分の調整、踵
部分１２０のてこアーム調整、正確な動きのニュアンス
を得るための同調の達成、および義肢１００がなす適合
は、断端ソケット１０２に対する義肢１００の接続、す
なわち取付けの関数である。
例えば、堅い上端部１０６の中間部を通して、パイロン
１０４は、例えば米国特許第３，６５９，２９４号に記
載のような取付はリンクような接続および取付は具の市
販品を利用して断端ソケット１０２に固定される。この
ような調整可能なリンクはパイロンの上端部１０６に適
合するように変更できる。
しかし、図面の第７図および第１１図に示すように、−
例として、パイロンコネクタまたは取付は具１６０があ
る。
パイロン１０４の上端部１０６は前記パイロンおよび取
付は具１６０を通して挿入したボルト、ワッシャおよび
ナツトの組合わせ１６６を有している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の義足および義足の１つの実施例の斜
視図である。 第２図は、第１図の装置の側面図である。 第３図は、第１図の装置の底面図である。 第４図は、踵領域における第１図の装置の断面図である
。 第５図は、脛骨部分の長さが色々な個人の高さに適用で
きるような脛骨部分を組込んだ本発明にしたがって製造
した義肢の斜視図である。 第６図は、義肢が取付けられる使用者の高さに適合する
組立体およびその変形を示す第５図の義肢の側面図であ
る。 第７図は、本発明の他の実施例の側面図である。 第８図は、部分的に断面で示す平面図である。 第９図は、本発明の義肢に関連して用いられる他の踵の
長さおよび調整を示す部分的側面図である。 第１０図は、義肢の前方足部分に選択した踵部分を取付
けることを示す第９国の線１０−１０から見た図である
。 第１１図は、義肢の踵部分および前方足部分の間の弾性
くさびの位置を示す義肢の側面図である。 第１２図は、義肢の踵部分および前方足部分の間に介在
可能な弾性くさびを示す斜視図である。 ２０・・・足部分、 ２２・・・踵部分、 ２４・・・肢部分、 ２６・・・結合部分、 ７０・・・足部分、 ７２・・・脛骨部分、 ７４・・・脛骨部分、 ７６・・・上端部、 ７８・・・踵部材、 １００・・・義肢、 １０４・・・パイロン、 １０６・・・上端部、 １０８・・・脛骨部分、 １１０・・・前方に延びる足部分、 １、２０・・・後方に延びる足部分く踵部分）、１４２
・・・踵くさび。 Ｆｉｇ、　２゜ Ｆｉｇ、　３゜ Ｆｉｇ、　６゜

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　樹脂含浸強化フィラメントから形成した細長い
    パイロンを有し、前記パイロンは互いに一体に形成した
    上端部、中間脛骨部分および下部の前方足部分を有し、
    前記足部分は垂直荷重に応答する低エネルギ吸収コンプ
    ライアンスを有するように前記脛骨部分より前方下方に
    延び、前記前方足部分に固定されかつ前記樹脂含浸強化
    フィラメントから製造した踵部分を有し、前記パイロン
    の前記脛骨部分は前後方向にほぼ一致した軸線を中心と
    する高い慣性モーメントおよび前後方向に垂直な水平軸
    線を中心とする比較的低い慣性モーメントを持つ断面を
    有し、それによって前記脛骨部分および前記前方足部分
    は垂直な前後面でたわむが垂直な横方向面内ではたわま
    ず、前記パイロンの上端部は堅くて前記脛骨の長さを制
    限し、かつ前記パイロンの前記脛骨部分および足部分の
    コンプライアンス応答に影響を与えることなく使用者に
    対して調整して切断されることによって前記パイロンの
    モジュラーフィラメントを提供する、ことを特徴とする
    下肢用義肢。
  2. （２）　請求項１記載の義肢において、前記義肢の前記
    踵部分が前記足部分の下側に取付けられていることを特
    徴とする義肢。
  3. （３）　請求項２記載の義肢において、前記足部分に対
    する前記踵部分の前記下側取付けによって交差空間と、
    前記足部分の前方部分および前記パイロンの前記脛骨部
    分に対する前記足部分のてこアームを決めるように前記
    交差空間中に配置したてこブロックと、が与えられるこ
    とを特徴とする義肢。
  4. （４）　請求項１記載の義肢において、前記パイロンの
    前記上端部の堅さは前記パイロンの脛骨部分に対して前
    記上端部の厚みを増すことによって前記上端部に与えら
    れることを特徴とする義肢。
  5. （５）　請求項４記載の義肢において、前記上端部の前
    記厚みが前後方向であることを特徴とする義肢。
  6. （６）　請求項４記載の義肢において、前記堅さを達成
    する厚みが前後方向に垂直な方向であることを特徴とす
    る義肢。
  7. （７）　樹脂含浸強化フィラメントから形成した細長い
    ほぼ垂直方向に向けられたパイロンを有し、前記パイロ
    ンは、堅い上端部、中間脛骨部分および下部の前方に延
    びる足部分を有し、上端部、脛骨部分および足部分のす
    べては互いに一体に形成され、前記強化フィラメントは
    前記上端部から前記前方に延びる足部分にまで延びてお
    り、前記前方に延びる足部分に固定した後方に延びる踵
    部分をさらに有し、前記後方に延びる踵部分は前記前方
    に延びる足部分から着脱自在であり、樹脂含浸強化フィ
    ラメントから製造されることを特徴とする下肢用義肢。
  8. （８）　請求項７記載の義肢において、前記パイロンの
    上端部の堅さが付加的なフィラメントおよび樹脂材料を
    用いて前記上端部を厚くすることによって達成されるこ
    とを特徴とする義肢。
  9. （９）　請求項７記載の義肢において、前記上端部は堅
    さを得るように前記パイロンの隣接する脛骨部分より厚
    いことを特徴とする義肢。
  10. （１０）　請求項９記載の義肢において、前記堅い上端
    部はほぼ長方形断面を有することを特徴とする義肢。
  11. （１１）　請求項７記載の義肢において、前記踵部分が
    前記前方に延びる足部分の下側に固定されて前記踵部分
    と前記前方に延びる足部分との間に交差空間を形成する
    ことを特徴とする義肢。
  12. （１２）　請求項１１記載の義肢において、てこ決定手
    段が前記交差空間中に挿入され前記踵部分のてこアーム
    の長さを決定することを特徴とする義肢。
  13. （１３）　請求項７記載の義肢において、前記前方に延
    びる足部分および踵部分にはその下側に衝撃吸収手段が
    設けられているを特徴とする義肢。
  14. （１４）　請求項７記載の義肢において、前記パイロン
    の堅い上端部は義肢の使用者の高さに適合するような長
    さに切断でき、固定手段が前記堅い上端部を断端ソケッ
    トに固定するために設けられていることを特徴とする義
    肢。
  15. （１５）　樹脂含浸強化フィラメント材料から製造した
    ほぼ垂直方向に向いたパイロンを有し、前記パイロンは
    堅い上端部、中間脛骨部分および前方に延びる足部分を
    有し、樹脂含浸フィラメント材料から形成した後方に延
    びる踵部分を有し、前記踵部分は前記前方に延びる足部
    分の下側に固定されており、前記上端部の下端は前記足
    部分および踵部分の支持面より垂直方向に１０インチ以
    下に位置決めされていることを特徴とする下肢用義肢。
  16. （１６）　樹脂含浸強化フィラメント材料から製造され
    たほぼ垂直方向に向いたパイロンを有し、前記パイロン
    は上端部、中間脛骨部分および前方に延びる足部分を含
    み、樹脂含浸フィラメント材料から形成した後方に延び
    る踵部分を有し、前記踵部分は前記前方に延びる足部分
    の下側に固定されていることを特徴とする下肢用義肢。
  17. （１７）　請求項１６記載の義肢において、てこアーム
    長さ決定手段が前記足および踵部分の間に介在されて前
    記踵部分のてこアームの長さを決定することを特徴とす
    る義肢。
  18. （１８）　請求項１７記載の義肢において、前記てこア
    ーム長さ決定手段が前記足および踵部分の間でそれらの
    固定点に隣接して介在したエラストマー部材によって構
    成されていることを特徴とする義肢。
  19. （１９）　請求項１６記載の義肢において、前記踵部分
    が前記足部分に着脱自在に固定されて前記足部分に対し
    て異なった堅さの踵部分を固定するのを容易にすること
    を特徴とする義肢。
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