KR102134727B1

KR102134727B1 - 장구 및 그것에 사용하는 끼움 삽입 부재

Info

Publication number: KR102134727B1
Application number: KR1020180040273A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 후지카케; 야스키 가토
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2020-07-16
Also published as: EP3398569A1; US11071639B2; CN108685671B; JP2018175316A; CN108685671A; US20180289523A1; JP6919293B2; EP3398569B1; KR20180114844A

Abstract

장구는, 장착자의 제1 골부를 따른 신체 부위에 장착되는 제1 부재와, 장착자의 제2 골부를 따른 신체 부위에 장착되는 제2 부재와, 제1 부재와 제2 부재가 회전축을 중심으로 하여 서로 회전 가능하도록 제1 부재와 제2 부재를 지지하는 관절 기구를 구비하는 장구이며, 당해 관절 기구에 대해 고정 및 탈착 가능하게 끼움 삽입되는 끼움 삽입 부재를 더 구비하고, 관절 기구는, 제1 부재와 일체적으로 설치되고, 끼움 삽입 부재의 끼움 삽입을 가능하게 하는 피 끼움 삽입부와, 제2 부재에 있어서의 회전축 주위에, 당해 제2 부재와 일체적으로 설치된 규제부를 구비하고, 제2 부재의 회전과 일체적으로 회전축 주위를 선회하는 규제부가, 당해 선회의 궤도상에서, 피 끼움 삽입부에 고정된 끼움 삽입 부재와 접촉함으로써 회전의 범위가 규제된다.

Description

장구 및 그것에 사용하는 끼움 삽입 부재 {BRACE AND INSERTION-FITTING MEMBER USED THEREFORE}

본 개시는, 장구 및 그것에 사용하는 끼움 삽입 부재에 관한 것이다.

유저의 다리부에 장착되어 유저의 보행을 보조하기 위한 보조용 장구가 알려져 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2007-54086호 공보의 보조용 장구는, 유저의 종아리부에 장착되는 종아리 프레임과 유저가 발바닥을 올려놓는 발바닥 프레임을 회전 가능하게 연결되어 있다. 이 보조용 장구에서는, 족관절의 저배굴 운동을 보조하도록, 또한 저배굴 운동이 족관절의 가동 범위를 넘지 않도록 링크 기구를 모터에 의해 구동하여 보조 동작을 제어하고 있다.

동력을 사용한 보조용 장구는, 장치로서 대형화를 초래하여, 족관절용에 한정되지 않고 신체의 관절에 사용하는 장구로서는 편리성이 부족한 것이었다. 관절 운동에 동력 보조를 부여하지 않는 패시브한 보조용 장구라도, 유저의 질환 상태에 따라서는, 유저가 과도하게 관절을 구부리지 않도록 보조용 장구의 가동 범위를 규제할 필요가 있다. 그러나, 유저에 의한 관절의 굽힘을 허용하는 범위를 신체적으로 원래 구부릴 수 있는 범위보다 좁게 하려고 하면, 규제한 범위의 양단부에서 관절의 굽힘력에 의해 규제 부재에 큰 충격을 부여해 버린다. 이러한 충격에 의해 규제 부재가 손상되거나 마멸되거나 하면, 허용하는 운동 범위를 정확하게 관리할 수 없게 되어, 재활 치료 계획에 지장을 초래하는 경우가 있었다.

본 개시는, 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 관절의 가동 범위를 규제하고자 하는 범위로 정확하고 또한 용이하게 유지할 수 있는 장구 및 그것에 사용하는 끼움 삽입 부재를 제공하는 것이다.

본 개시의 일 양태에 있어서의 장구는, 장착자의 제1 골부를 따른 신체 부위에 장착되는 제1 부재와, 장착자의 제2 골부를 따른 신체 부위에 장착되는 제2 부재와, 제1 부재와 제2 부재가 회전축을 중심으로 하여 서로 회전 가능하도록 제1 부재와 제2 부재를 지지하는 관절 기구를 구비하는 장구이며, 당해 관절 기구에 대해 고정 및 탈착 가능하게 끼움 삽입되는 끼움 삽입 부재를 더 구비하고, 관절 기구는, 제1 부재와 일체적으로 설치되고, 끼움 삽입 부재의 끼움 삽입을 가능하게 하는 피 끼움 삽입부와, 제2 부재에 있어서의 회전축 주위에, 당해 제2 부재와 일체적으로 설치된 규제부를 구비하고, 제2 부재의 회전과 일체적으로 회전축 주위를 선회하는 규제부가, 당해 선회의 궤도상에서, 피 끼움 삽입부에 고정된 끼움 삽입 부재와 접촉함으로써 회전의 범위가 규제된다.

이와 같이 교환 가능하게 끼움 삽입되는 끼움 삽입 부재에 의해 규제부의 회전 범위를 규제하면, 끼움 삽입 부재가 마멸되거나 파손되거나 한 경우에는 용이하게 새것으로 바꿀 수 있어, 관절의 가동 범위를 목표로 하는 범위로 정확하게 규제할 수 있다. 나아가, 재활 치료 계획을 지장없이 수행할 수 있다.

상기에 있어서 피 끼움 삽입부에 끼움 삽입되는 끼움 삽입 부재는, 돌출부의 돌출량이 서로 다른 복수의 끼움 삽입 부재의 세트 중에서 규제하고자 하는 회전 범위에 따라서 선택되는 것으로 할 수 있다. 돌출량이 상이한 끼움 삽입 부재를 준비해 두면, 장착자의 상황에 따라서 규제하고자 하는 회전 범위를 용이하게 변경할 수 있다.

또한, 끼움 삽입 부재는, 제1 부재와 제2 부재가 장착자에게 장착된 상태에서 피 끼움 삽입부에 끼움 삽입 가능해도 된다. 이와 같이 구성되어 있으면, 재활 치료 중에도 관절 규제 기구의 장착을 푸는 일 없이, 마멸되거나 한 경우에는 새로운 끼움 삽입 부재로 교환할 수 있고, 규제 범위를 변경하고자 하는 경우에는 돌출량이 상이한 끼움 삽입 부재로 교환할 수 있으므로, 재활 치료의 효율 향상을 도모할 수 있다.

또한, 끼움 삽입 부재는, 규제부의 회전의 일단부에서 접촉하는 제1 돌출부가 설치된 제1 끼움 삽입 부재와, 규제부의 회전의 타단부에서 접촉하는 제2 돌출부가 설치된 제2 끼움 삽입 부재로 이루어지도록 할 수 있다. 이때, 제1 돌출부의 돌출량과 제2 돌출부의 돌출량은 상이하게 해도 된다. 이와 같이 회전의 일단부와 타단부를 각각의 끼움 삽입 부재로 규제하는 구성으로 하면, 각각의 끼움 삽입 부재의 마멸 상황 등에 따라서 개별로 교환할 수 있다. 또한, 돌출량이 서로 다른 끼움 삽입 부재를 사용하면, 예를 들어 관절 규제 기구를 족관절에 적용하는 경우에, 배굴의 가동 범위와 저굴의 가동 범위를 각각 개별로 조정할 수 있다.

또한, 끼움 삽입 부재의 돌출부는, 규제부의 회전축에 직교하는 방향으로 돌출되어 있고, 규제부 중 돌출부와 접촉하는 접촉부는, 회전축과 평행한 직선으로 돌출부와 접촉하도록 원통면 형상을 이루도록 구성하면 된다. 이와 같이 구성하면, 규제부와 끼움 삽입 부재가 서로 선 접촉하므로, 충돌에 의한 충격력을 분산시킬 수 있어, 마멸의 진행을 억제할 수 있다.

또한, 끼움 삽입 부재는, 피 끼움 삽입부에 끼움 삽입된 후에 끼움 삽입 방향을 회전축으로 하여 회전되면 피 끼움 삽입부와 걸리는 걸림부를 갖도록 구성할 수 있다. 이러한 걸림부를 설치하면, 끼움 삽입 부재가 받는 충격력을 피 끼움 삽입부에 분산시킬 수 있다. 또한, 끼움 삽입 부재의 빠짐 방지도 실현할 수 있다. 이 경우에, 관절 기구는, 끼움 삽입 부재가 회전된 경우에 소정의 위상에서 정지시키는 위치 결정 기구를 가지면 된다. 위치 결정 기구를 가짐으로써, 끼움 삽입 부재를 더 정확한 위치에 위치 결정할 수 있다.

또한, 제1 부재와 제2 부재 중 한쪽은, 장착자의 종아리부에 장착되는 종아리 프레임이고, 제1 부재와 제2 부재 중 다른 쪽은, 장착자의 발바닥을 올려놓는 발바닥 플레이트이고, 관절 기구는, 장착자의 족관절의 저굴 운동과 배굴 운동의 범위를 규제하도록 회전 범위가 정해지는 것으로서 이용하면 된다. 족관절의 운동 규제에 대해서는, 규제 범위의 양단부에서 특히 큰 충격이 발생하기 쉬워, 이러한 끼움 삽입 부재의 교환 기능에 대한 효과를 많이 향수할 수 있다.

본 개시에 의해, 관절의 가동 범위를 규제하고자 하는 범위로 정확하고 또한 용이하게 유지할 수 있는 관절 규제 기구 및 그것에 사용하는 규제 부재를 제공할 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 단지 예시의 방식으로 아래에 주어진 상세한 설명 및 주어진 첨부 도면으로부터 더욱 완전히 이해되는 것이며, 따라서 이로써 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 족관절 규제 기구의 외관 사시도이다.
도 2는 관절 기구의 외관 사시도이다.
도 3은 관절 기구의 구성을 도시하는 주요부 단면도이다.
도 4는 관절 기구의 기준 상태를 모식적으로 도시하는 모식도이다.
도 5는 스토퍼 핀을 홀더에 끼움 삽입하는 상태를 도시하는 외관 사시도이다.
도 6은 관절 기구의 저굴 회전의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 7은 관절 기구의 배굴 회전의 상태를 도시하는 모식도이다.
도 8의 (a)는 다른 실시예의 관절 기구의 구조와 회전의 상태를 모식적으로 도시하는 모식도이다.
도 8의 (b)는 다른 실시예의 관절 기구의 구조와 회전의 상태를 모식적으로 도시하는 모식도이다.
도 8의 (c)는 다른 실시예의 관절 기구의 구조와 회전의 상태를 모식적으로 도시하는 모식도이다.
도 9는 또 다른 실시예의 관절 기구를 모식적으로 도시하는 모식도이다.
도 10은 또 다른 실시예의 관절 기구를 모식적으로 도시하는 모식도이다.

이하, 발명의 실시 형태를 통해 본 개시를 설명하지만, 청구범위에 관한 발명을 이하의 실시 형태에 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시 형태에서 설명하는 구성 전부가 과제를 해결하기 위한 수단으로서 필수적이라고 할 수는 없다.

도 1은, 본 실시 형태에 관한 족관절 규제 기구(10)의 외관 사시도이다. 족관절 규제 기구(10)는, 장착자의, 종아리의 뼈(경골과 비골)와 거골을 접속하는 족관절(903)의 가동 범위를 규제하는 규제 기구이다. 족관절 규제 기구(10)는 주로, 종아리의 뼈 측이며 종아리(901)를 서포트하는 종아리 프레임(101)과, 거골 측이며 복사뼈로부터 끝까지의 발(902)을 서포트하는 발바닥 프레임(200)과, 족관절(903)의 가동 방향을 따라 규제된 요동 범위에서 요동 가능하도록 이 2개의 프레임을 지지하는 관절 기구(300)에 의해 구성된다.

발바닥 프레임(200)은, 발바닥을 올려놓는 배치면을 갖는 저판(201)과, 저판(201)의 측방에 기립 설치된 측판(202)을 갖는다. 더 구체적으로는, 관절 기구(300)는, 종아리 프레임(101)의 하단부와 외측의 측판(202)을 요동 가능하게 연결되어 있다. 발바닥 프레임(200)의 발(902)에의 장착은, 도시하지 않은 장착 벨트 등을 통해 실현된다. 장착자가, 예를 들어 구두 형상의 컵 솔을 신는 경우에는, 컵 솔을 고정하도록 구성해도 된다. 관절 기구(300)는, 후술하는 바와 같이, 족관절(903)이 신체적으로 원래 굽힐 수 있는 범위보다 좁은 범위에서 요동하는 구조를 갖는다. 또한, 도 1은 이후의 도면과의 관계를 알 수 있도록 관절 기구(300)의 커버(후술함)를 떼어낸 상태를 도시하고 있다.

발 관절 규제 기구(10)는, 또한, 종아리(901)를 사이에 두고 종아리 프레임(101)과 반대측에 종아리 프레임(102)을 구비한다. 즉, 종아리 프레임(101, 102)은, 종아리(901)를 끼우도록 장착되어, 종아리(901)를 서포트하고 있다. 또한, 종아리 프레임(101, 102)의 종아리(901)에의 장착은, 도시하지 않은 장착 벨트 등을 통해 실현된다.

발 관절 규제 기구(10)는, 종아리 프레임(102)과 내측의 측판(202)을, 요동 가능하게 연결하는 연결 기구(800)를 구비한다. 연결 기구(800)는, 관절 기구(300)와 같은 요동을 규제하는 구조를 갖지 않는다. 즉, 족관절(903)의 가동 범위는, 내측에 배치된 연결 기구(800)에 의해서는 규제되지 않고, 외측에 배치된 관절 기구(300)에 의해 규제된다. 이와 같이 구성함으로써, 족관절 규제 기구(10)를 장착자에게 장착한 채 규제하는 범위를 조정하는 경우에 편리하다.

또한, 도 1은, 환부가 오른쪽 다리인 것을 상정하고 있고, 관절 기구(300)가 오른쪽 다리의 외측에 배치되는 상태를 도시하고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 족관절 규제 기구(10)는, 오른쪽 다리용 규제 기구이지만, 물론, 관절 기구(300)를 왼쪽 다리의 외측에 배치한 왼쪽 다리용 규제 기구를 제작할 수도 있다. 또한, 도시한 바와 같이 복사뼈로부터 발끝을 향하는 방향을 x축 플러스 방향, 저판(201)의 평면에서 내측을 향하는 방향을 y축 플러스 방향, 대퇴를 따라 상체로 향하는 방향을 z축 플러스 방향이라고 정한다. 이후의 도면에 있어서는, 도 1과 동일한 좌표계를 나타내어 각각의 방향을 명확하게 한다.

도 2는, 관절 기구(300)의 외관 사시도이다. 도 1과 달리, 커버(340)를 장착한 상태를 도시한다. 관절 기구(300)는, 실제의 사용 시에 있어서는 도시한 바와 같이, 기구 내부로의 진애 등의 진입을 방지하기 위해 커버(340)가 장착된다. 관절 기구(300)는, 커버(340) 외에, 홀더(310)와, 스토퍼 핀(410, 420)을 포함한다. 또한, 스토퍼 핀(410)은 끼움 삽입 부재로서의, 홀더(310)는 피 끼움 삽입부로서의 일 양태이다.

홀더(310)는, 종아리 프레임(101)에 고정되어 있다. 홀더(310)는, 예를 들어 알루미늄 블록으로부터 깎아냄에 의해 성형된다. 또한, 홀더(310)는, 종아리 프레임(101)에 대해 x축 주위로 다소의 회전을 허용하도록 종아리 프레임(101)에 연결되어 있어도 된다. 스토퍼 핀(410, 420)은, 홀더(310)의 측방으로부터 끼움 삽입되어 관절 기구(300)에 장착된다. 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.

도 3은, 홀더(310)를 xz 평면과 평행한 평면에서 커트한, 관절 기구(300)의 구성을 도시하는 주요부 단면도이다. 즉, 홀더(310)의 내부 공간의 상태를 도시하는 도면이다. 홀더(310)의 내부 공간에는 요동 샤프트(320)가 수용되어 있다. 또한, 요동 샤프트(320)는 규제부의 일 양태이다.

요동 샤프트(320)는, 발바닥 프레임(200)의 측판(202)에, 커플링 부재(210)를 통해 고정되어 있다. 요동 샤프트(320)는, 요동 축 Sa 주위로 요동 가능하게 홀더(310)에 축 지지되어 있다. 즉, 장착자가 족관절을 움직여 배굴 운동 및 저굴 운동을 행하면, 발바닥 프레임(200)이 그 동작에 추종하여, 요동 샤프트(320)가 홀더(310)에 대해 요동 축 Sa 주위로 요동한다.

스토퍼 핀(410)은, 홀더(310)에 측방으로부터 끼움 삽입되고, 요동 샤프트(320)의 요동 범위 중 저굴 운동의 요동각을 규제한다. 스토퍼 핀(420)은, 홀더(310)에 측방으로부터 끼움 삽입되어, 요동 샤프트(320)의 요동 범위 중 배굴 운동의 요동각을 규제한다. 구체적인 구조 및 동작에 대해서는 후술한다.

도 4는, 관절 기구(300)의 기준 상태를 모식적으로 도시하는 모식도이다. 여기서, 기준 상태라 함은, 장착자가 직립하였을 때의 상태이다. 이때, 발바닥 프레임(200)은, 종아리 프레임(101)에 대해 직교하고 있다. 또한, 도 5는, 스토퍼 핀(410)의 구조를 도시함과 함께, 스토퍼 핀(410)을 홀더에 끼움 삽입하는 상태를 도시하는 외관 사시도이다. 또한, 도 4는, 커버(340)를 떼어낸 상태를 도시하고, 도 5는, 커버(340)를 장착한 상태를 도시한다.

도 4 및 도 5는, 저굴용 스토퍼 핀(410)이 끼움 삽입되기 전의 상태를 도시하고 있다. 저굴용 스토퍼 핀(410)과 배굴용 스토퍼 핀(420)은, 각각 홀더(310)에 대해 교환 가능하다. 스토퍼 핀(420)은, 스토퍼 핀(410)과 마찬가지의 구조를 이루므로, 스토퍼 핀(410)에 대해 설명한다.

스토퍼 핀(410)은, 전체적으로 볼트 형상을 이루고, 선단부측으로부터 차례로 돌출 핀부(411), 걸림부(412), 베이스 축부(413), 손잡이부(415)가 중심축을 정렬하여 배열되어 있다. 돌출 핀부(411)는, 스토퍼 핀(410)의 돌출부로서의 기능을 담당하고, 중심축을 따라 원통 형상으로 연신하고, 그 길이는 미리 정해진 유효 길이 L_k로 정확하게 조정되어 있다. 즉, 유효 길이 L_k는, 돌출부로서의 돌출량에 상당한다. 또한, 그 선단부면은, 요동 샤프트(320)와 접촉하는 타격 수용면(411a)으로서 기능한다.

돌출 핀부(411)는, 요동 샤프트(320)와 접촉하여 타격 수용면(411a)이 허용량 이상으로 마모되었을 때에 나타나는, 원주 방향을 따른 홈을 형성하면 된다. 즉, 돌출 핀부(411)의 동체부 중, 타격 수용면(411a)으로부터 미리 설정한 길이(허용 마모 길이)의 위치에, 주위 방향으로 신연하는 홈을 형성한다. 유저는, 스토퍼 핀(410)을 타격 수용면(411a)측으로부터 관찰하였을 때에 당해 홈을 확인하면, 스토퍼 핀(410)의 교환 시기라고 판단할 수 있다. 또한, 스토퍼 핀(410) 중 적어도 돌출 핀부(411)는, 예를 들어 두랄루민 등의, 비교적 마모되기 어려운 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.

걸림부(412)는, 이른바 양측 절단 형상을 이루고, 가장 좁은 부분의 폭은 돌출 핀부(411)의 직경과 거의 동등하다. 베이스 축부(413)는, 걸림부(412)에 접속되는 원통 부분과 손잡이부(415)에 접속되는 양측 절단 형상 부분으로 이루어지고, 양측 절단 형상 부분의 원호면에는, 원뿔 형상의 위치 결정 구멍(414)이 마련되어 있다.

손잡이부(415)는, 유저가 스토퍼 핀(410)을 교환할 때에 파지하는 부분이며, 예를 들어 널링 가공에 의해 파지성이 높아져 있다. 손잡이부(415)의 단부면인 천장면(415a)에는, 스토퍼 핀(410)의 속성을 나타내는 기호인 각인(416)이 새겨져 있다. 각인(416)은, 이 스토퍼 핀이 저굴용인지 배굴용인지, 유효 길이 L_k가 어느 정도의 길이인지(혹은 규제되는 요동각이 몇 도인지)를 유저가 한눈에 인식할 수 있도록 마련되어 있다.

홀더(310)의 측면에는, 커버(340)가 장착되었을 때에 구멍을 이루는, 저굴용 스토퍼 핀(410)을 끼움 삽입하기 위한 끼움 삽입 구멍(310c)과, 배굴용 스토퍼 핀(420)을 끼움 삽입하기 위한 끼움 삽입 구멍(310e)이 마련되어 있다. 구체적으로는, 끼움 삽입 구멍(310c)은, 홀더(310)의 측벽 중 요동 축 Sa의 높이보다 높은 위치에서, 요동 샤프트(320)가 요동하는 내부 공간까지 x축 방향을 따라 관통하고 있다. 마찬가지로, 끼움 삽입 구멍(310e)은, 홀더(310)의 측벽 중 요동 축 Sa의 높이보다 낮은 위치에서, 요동 샤프트(320)가 요동하는 내부 공간까지 x축 방향을 따라 관통하고 있다.

끼움 삽입 구멍(310c)의 중간 부근에는, z축 방향을 따라 상하로 확장된 걸림 홈(310d)이 마련되어 있다. 마찬가지로, 끼움 삽입 구멍(310e)의 중간 부근에는, z축 방향을 따라 상하로 확장된 걸림 홈(310f)이 마련되어 있다.

유저는, 저굴용 스토퍼 핀(410)을 끼움 삽입 구멍(310c)에 끼움 삽입한다. 이때, 걸림부(412)의 가장 좁은 부분이 상하 방향(z축 방향)으로 되도록 삽입하면, 걸림부(412)는 걸림 홈(310d)까지 도달한다. 이 시점에서 유저가 스토퍼 핀(410)을 그 중심축 주위로 위상을 90도 회전시키면, 걸림부(412)가 걸림 홈(310d)에 걸린다. 동시에, 홀더(310)의 측벽 근방에 설치된 볼 플런저(315)의 선단부가 위치 결정 구멍(414)에 끼움 삽입되고, 스토퍼 핀(410)은 홀더(310)에 대해 위치 결정되어 고정된다.

마찬가지로, 유저는, 배굴용 스토퍼 핀(420)을 끼움 삽입 구멍(310e)에 끼움 삽입한다. 이때, 걸림부(422)의 가장 좁은 부분이 상하 방향(z축 방향)으로 되도록 삽입하면, 걸림부(422)는 걸림 홈(310f)까지 도달한다. 이 시점에서 유저가 스토퍼 핀(420)을 그 중심축 주위로 90도 회전시키면, 걸림부(422)가 걸림 홈(310f)에 걸린다. 동시에, 홀더(310)의 측벽 근방에 설치된 볼 플런저(316)의 선단부가 위치 결정 구멍(424)에 끼움 삽입되고, 스토퍼 핀(420)은 홀더(310)에 대해 위치 결정되어 고정된다.

이와 같이 스토퍼 핀(410, 420)이 홀더(310)에 고정되면, 각각의 돌출 핀부(411, 421)는, 요동 샤프트(320)가 요동하는 내부 공간을 향해 유효 길이 L_k에 따른 길이만큼 돌출되어 있다. 즉, 돌출 핀부(411, 421)는, 요동 샤프트(320)의 요동 축 Sa에 직교하는 방향으로 돌출되어 있다. 돌출 핀부(411)의 돌출량에 의해 저굴 운동의 요동 범위가 규제되고, 돌출 핀부(421)의 돌출량에 의해 배굴 운동의 요동 범위가 규제된다.

도 6은, 관절 기구(300)의 저굴 회전의 상태를 도시하는 모식도이다. 요동 샤프트(320)는, 요동 축 Sa에 대해 방사 방향으로 신장되는 2개의 아암부를 갖고, 한쪽의 아암부에는, 스토퍼 핀(410)의 선단부면인 타격 수용면(411a)에 격돌하는 타격면(320b)이 형성되어 있다. 장착자가 저굴 운동을 하면, 발바닥 프레임(200)은 도면 중의 점선 화살표의 방향으로 요동하고, 이에 수반하여 요동 샤프트(320)는 굵은 선 화살표의 방향으로 요동한다. 그리고, 요동 축 Sa 주위로 α_k도 요동하면, 타격면(320b)이 타격 수용면(411a)에 격돌한다. 즉, 관절 기구(300)는, 저굴측으로 α_k도만큼 요동 가능하도록 요동 범위를 규제하고 있다.

저굴용 스토퍼 핀(410)은, 돌출 핀부(411)의 유효 길이 L_k가 상이한 복수의 스토퍼 핀의 세트 중에서, 저굴측으로 규제하고자 하는 요동 범위에 따라서, 유저에 의해 선택된다. 어느 정도의 유효 길이 L_k를 갖는 스토퍼 핀이 끼움 삽입 구멍(310c)에 끼움 삽입되어도, 그 타격 수용면(411a)과 선 접촉으로 격돌하도록 요동 샤프트(320)의 타격면(320b)은 원통면 형상으로 가공되어 있다.

구체적으로는, 타격 수용면(411a)은 평면이므로, 타격면(320b)은 요동 축 Sa와 평행한 중심축에 대해 원통면으로 되도록 가공되어 있다. 이와 같이, 규제하고자 하는 요동각 α_k에 상관없이, 타격면(320b)은 타격 수용면(411a)과 선 접촉으로 격돌하기 때문에, 충돌 시의 충격력을 분산시킬 수 있어, 스토퍼 핀(410)의 파손이나 마멸을 저감할 수 있다. 또한, 스토퍼 핀의 세트는, 저굴측의 요동각 α_k를 0도로 하는 유효 길이 L_k를 갖는 스토퍼 핀을 포함해도 된다.

도 7은, 관절 기구(300)의 배굴 회전의 상태를 도시하는 모식도이다. 요동 샤프트(320)는, 요동 축 Sa에 대해 방사 방향으로 신장되는 2개의 아암부 중, 타격면(320b)이 형성된 아암부가 아닌 다른 쪽의 아암부에는, 스토퍼 핀(420)의 선단부면인 타격 수용면(421a)에 격돌하는 타격면(320c)이 형성되어 있다. 장착자가 배굴 운동을 하면, 발바닥 프레임(200)은 도면 중의 점선 화살표의 방향으로 요동하고, 이에 수반하여 요동 샤프트(320)는 굵은 선 화살표의 방향으로 요동한다. 그리고, 요동 축 Sa 주위로 β_k도 요동하면, 타격면(320c)이 타격 수용면(421a)에 격돌한다. 즉, 관절 기구(300)는, 배굴측으로 β_k도만큼 요동 가능하도록 요동 범위를 규제하고 있다.

배굴용 스토퍼 핀(420)도, 저굴용 스토퍼 핀(410)과 마찬가지로, 돌출 핀부(421)의 유효 길이 L_k가 상이한 복수의 스토퍼 핀의 세트 중에서, 배굴측으로 규제하고자 하는 요동 범위에 따라서, 유저에 의해 선택된다. 어느 정도의 유효 길이 L_k를 갖는 스토퍼 핀이 끼움 삽입 구멍(310e)에 끼움 삽입되어도, 그 타격 수용면(421a)과 선 접촉으로 격돌하도록 요동 샤프트(320)의 타격면(320c)은 원통면 형상으로 가공되어 있다.

구체적으로는, 타격 수용면(421a)은 평면이므로, 타격면(320c)은 요동 축 Sa와 평행한 중심축에 대해 원통면으로 되도록 가공되어 있다. 이와 같이, 규제하고자 하는 요동각 β_k에 상관없이, 타격면(320c)은 타격 수용면(421a)과 선 접촉으로 격돌하기 때문에, 충돌 시의 충격력을 분산시킬 수 있어, 스토퍼 핀(420)의 파손이나 마멸을 저감할 수 있다. 또한, 스토퍼 핀의 세트는, 배굴측의 요동각 β_k를 0도로 하는 유효 길이 L_k를 갖는 스토퍼 핀을 포함해도 된다. 저굴측의 요동각 α_k를 0도로 하는 스토퍼 핀(410)과 배굴측의 요동각 β_k를 0도로 하는 스토퍼 핀(420)을 선택하면, 기준 위치에서 족관절을 고정할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 관절 기구(300)는, 적당한 유효 길이 L_k를 갖는 스토퍼 핀(410, 420)을 선택하여 홀더(310)에 고정하면, 저굴측으로의 요동각 α_k와 배굴측으로의 요동각 β_k를 각각 독립적으로 요동 범위를 규제할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서의 족관절 규제 기구(10)는, 장착자가 족관절 기능으로서 신체적으로 원래 굽힐 수 있는 범위보다 요동 범위를 좁게 규제하므로, 타격면(320b)과 타격 수용면(411a) 및 타격면(320c)과 타격 수용면(421a)은 서로 큰 힘으로 충돌한다. 그러나, 스토퍼 핀(410, 420)을 교환 가능하게 하였으므로, 마멸 등의 상황에 따라서 각각 새것으로 바꾸면, 규제하고자 하는 요동 범위를 정확하게 유지할 수 있다. 또한, 스토퍼 핀(410, 420)은, 족관절 규제 기구(10)를 장착자에게 장착한 채, 한손으로도 용이하게 삽입 또는 발출할 수 있는 구성이므로, 재활 훈련을 막힘 없이 진행시킬 수 있다.

다음으로, 이상 설명한 관절 기구(300)의 변형예에 관한 몇 가지의 실시예에 대해 설명한다. 도 8의 (a) 내지 도 8의 (c)는, 다른 실시예의 관절 기구(300-1)의 구조와 회전 상태를 모식적으로 도시하는 모식도이다. 관절 기구(300-1)는, 관절 기구(300)에 대해 요동 샤프트의 형상과 배치가 상이하다. 관절 기구(300)가 구비하는 요동 샤프트(320)는, 방사 방향으로 신장되는 2개의 아암부를 갖고 있었던 것에 반해, 관절 기구(300-1)가 구비하는 요동 샤프트(320')는, 방사 방향으로 신장되는 하나의 아암부를 갖는다. 또한, 그 아암부는, 2개의 스토퍼 핀 사이에 끼워지는 공간을 향해 신장되어 있다. 아암부의 상측면과 하측면에는 각각, 배굴 회전을 규제하기 위한 복수의 볼록부와 저굴 회전을 규제하기 위한 복수의 볼록부가 설치되어 있다. 배굴 회전과 저굴 회전의 관계는 대칭이므로, 이하에 있어서는 배굴 회전에 대해 설명하고, 저굴 회전의 설명을 생략한다.

도 8의 (a)는, 가장 긴 돌출 핀부(411-1)를 갖는 저굴용 스토퍼 핀(410-1)이 끼움 삽입되어 있는 상태를 도시한다. 이때, 요동 샤프트(320')의 아암부의 상측면에 마련된 볼록부 중, 요동 축 Sa에 가장 가까운 볼록부(320'a)가, 돌출 핀부(411-1)의 측면과 접촉함으로써 배굴 회전의 회전각이 0도로 규제된다. 바꾸어 말하면, 발바닥 프레임(200)은 장착자의 배굴 운동을 허용하지 않는다.

도 8의 (b)는, 2번째로 긴 돌출 핀부(411-2)를 갖는 저굴용 스토퍼 핀(410-2)이 끼움 삽입되어 있는 상태를 도시한다. 이때, 요동 샤프트(320')의 아암부의 상측면에 설치된 볼록부 중, 요동 축 Sa에 2번째로 가까운 볼록부(320'b)가, 돌출 핀부(411-2)의 측면과 접촉한다. 이에 의해 배굴 회전의 회전각이 β₂도로 규제된다. 바꾸어 말하면, 발바닥 프레임(200)은, 0도부터 β₂도까지의 범위에서 장착자의 배굴 운동을 허용한다.

도 8의 (c)는, 3번째로 긴 돌출 핀부(411-3)를 갖는 저굴용 스토퍼 핀(410-3)이 끼움 삽입되어 있는 상태를 도시한다. 이때, 요동 샤프트(320')의 아암부의 상측면에 설치된 볼록부 중, 요동 축 Sa에 3번째로 가까운 볼록부(320'c)가, 돌출 핀부(411-3)의 측면과 접촉한다. 이에 의해 배굴 회전의 회전각이 β₃도로 규제된다. 바꾸어 말하면, 발바닥 프레임(200)은, 0도로부터 β₃도까지의 범위에서 장착자의 배굴 운동을 허용한다.

이러한 관절 기구(300-1)의 구성이라도, 요동 샤프트(320')의 요동에 대해 일단부와 타단부에서 스토퍼 핀의 돌출부와 접촉시킴으로써 그 요동 범위를 규제할 수 있다.

도 9는, 또 다른 실시예의 관절 기구(300-2)를 모식적으로 도시하는 모식도이다. 관절 기구(300-2)는, 관절 기구(300)에 대해 스토퍼 핀의 구조가 상이하다. 관절 기구(300)에서는, 저굴용 스토퍼 핀(410)과 배굴용 스토퍼 핀(420)이 독립된 것이었지만, 관절 기구(300-2)에서는, 저굴용 돌출 핀부(401)와 배굴용 돌출 핀부(402)가 일체적으로 구성된 스토퍼 핀(400)도 이용한다.

스토퍼 핀(400)은 주로, 저굴용 돌출 핀부(401)와, 배굴용 돌출 핀부(402)와, 이들을 양단부에서 지지하는 브리지(403)와, 브리지의 중앙부에 회전 가능하게 지지된 고정 나사(404)에 의해 구성된다.

끼움 삽입 구멍(310c)은, 저굴용 돌출 핀부(401)를 끼움 삽입하기 위해 마련된 스트레이트 구멍이고, 끼움 삽입 구멍(310e)은 배굴용 돌출 핀부(402)를 끼움 삽입하기 위해 마련된 스트레이트 구멍이다. 각각의 돌출 핀부가 어느 정도까지 요동 샤프트(320)가 요동하는 내부 공간으로 돌출될지는, 돌출 핀부(401)의 유효 길이 L_k1 및 돌출 핀부(402)의 유효 길이 L_k2에 의존한다. 즉, 스토퍼 핀(400)은, 유효 길이 L_k1, L_k2의 조합이 서로 다른 복수가 세트로서 준비되어 있고, 유저는, 규제하고자 하는 요동 범위에 따라서 세트 중에서 적당한 하나를 선택한다.

저굴용 돌출 핀부(401)를 끼움 삽입 구멍(310c)에, 배굴용 돌출 핀부(402)를 끼움 삽입 구멍(310e)에 끼움 삽입하면서, 고정 나사(404)의 나사부(404a)를 홀더(310)의 나사 구멍(310g)에 나사 결합시킴으로써, 스토퍼 핀(400)을 홀더(310)에 고정한다. 이와 같이 스토퍼 핀(400)이 고정되면, 돌출 핀부(401, 402)는 각각, 관절 기구(300)의 돌출 핀부(411, 421)와 마찬가지로 기능한다. 또한, 관절 기구(300-1)에 있어서도, 이러한 스토퍼 핀(400)을 채용할 수 있다. 그 경우는, 돌출 핀부(401)가 배굴용이 되고, 돌출 핀부(402)가 저굴용이 된다.

도 10은, 또 다른 실시예의 관절 기구(300-3)를 모식적으로 도시하는 모식도이다. 관절 기구(300-2)는, 관절 기구(300)에 대해 스토퍼 핀의 구조가 상이하다. 관절 기구(300)에서는, 규제하고자 하는 요동각에 따라서 돌출 핀부의 유효 길이가 상이한 복수의 스토퍼 핀(400)을 준비하였지만, 관절 기구(300-3)는, 하나의 돌출 핀부가 복수의 유효 길이로서 기능하는 스토퍼 핀을 이용한다.

저굴용 스토퍼 핀(410-4)과 배굴용 스토퍼 핀(420-4)은, 마찬가지의 구조이다. 스토퍼 핀(410-4)은, 스토퍼 핀(410)과 마찬가지로, 선단부측으로부터 차례로 돌출 핀부(411), 걸림부(412), 베이스 축부(413), 손잡이부(415)가 중심축을 정렬하여 배열되어 있지만, 스토퍼 핀(410)에 대해, 베이스 축부(413)의 원통 부분이 약간 길다.

관절 기구(300)에서는, 끼움 삽입 구멍(310c)에 대해 하나의 걸림 홈(310d)이 형성되어 있었지만, 관절 기구(300-3)에서는, 끼움 삽입 구멍(310c)에 대해 구멍 축 방향을 따라 3개의 걸림 홈(310d-1, 310d-2, 310d-3)이 마련되어 있다. 즉, 유저는, 어느 걸림 홈에 스토퍼 핀(410-4)의 걸림부(412)를 걸리게 할지에 의해, 돌출 핀부(411)의 돌출 길이를 변화시킬 수 있다. 돌출 핀부(411)를 가장 돌출시키고 싶으면, 가장 내측에 형성된 걸림 홈(310d-1)에 걸리게 하면 되고, 가능한 한 돌출시키고 싶지 않으면, 가장 외측에 형성된 걸림 홈(310d-3)에 걸리게 하면 된다. 이와 같이 걸리게 하는 위치에 따라, 저굴 회전의 규제 각도를 선택할 수 있다.

배굴 회전에 대해서도 마찬가지이다. 끼움 삽입 구멍(310e)에 대해 구멍 축 방향을 따라 3개의 걸림 홈(310f-1, 310f-2, 310f-3)이 마련되어 있다. 유저는, 어느 걸림 홈에 스토퍼 핀(420-4)의 걸림부(422)를 걸리게 할지에 의해, 돌출 핀부(421)의 돌출 길이를 변화시킬 수 있다. 이와 같이 걸리게 하는 위치에 따라, 배굴 회전의 규제 각도를 선택할 수 있다.

이러한 관절 기구(300-3)의 구성이라도, 요동 샤프트(320)의 요동에 대해 일단부와 타단부에서 스토퍼 핀의 돌출부와 접촉시킴으로써 그 요동 범위를 규제할 수 있다.

이상 설명한 족관절 규제 기구에 있어서는, 요동 범위를 규제하는 규제 부재를 스토퍼 핀으로서 설명하였지만, 스토퍼 핀의 형태에 한정되지 않는다. 핀 형상이 아니라, 블록 부재와 같은 것이어도 상관없다. 또한, 이상 설명한 실시 형태에서는, 규제하는 요동 범위의 양단부에서 비교적 큰 충격이 발생하는 족관절에 장착하는 족관절 규제 기구를 설명하였지만, 상술한 바와 같은 관절 기구는, 족관절 규제 기구에 채용하는 것에 그치지 않는다. 즉, 한쪽의 골부 측의 신체 부위에 장착되는 제1 부재와, 다른 쪽의 골부 측의 신체 부위에 장착되는 제2 부재를, 규제된 요동 범위에서 요동 가능하도록 지지하는 관절 기구이면, 어느 관절에 적용되는 관절 규제 기구라도 채용할 수 있다. 또한, 제1 부재와 제2 부재의 상대적인 회전은, 모터 등의 액추에이터에 의해 보조되는 구성이어도 상관없다.

이상 설명한 족관절 규제 기구의 양태에 대해 정리한다.

장착자의 제1 골부와 제2 골부를 접속하는 관절이 가동하는 범위를 규제하는 관절 규제 기구이며, 상기 제1 골부 측의 신체 부위에 장착되는 제1 부재와, 상기 제2 골부 측의 신체 부위에 장착되는 제2 부재와, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 서로 상기 관절의 가동 방향을 따라 요동 가능하도록 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 지지하는 관절 기구를 구비하고, 상기 관절 기구는, 상기 제1 부재와 일체적으로 설치된 홀더와, 선단부측에 돌출부가 마련된, 상기 홀더에 교환 가능하게 끼움 삽입되는 규제 부재와, 상기 제2 부재와 일체적으로 요동하고, 요동의 일단부와 타단부 중 적어도 한쪽에서 상기 규제 부재의 상기 돌출부와 접촉함으로써 요동 범위가 규제되는 요동 부재를 갖는 관절 규제 기구.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 본 발명의 실시 형태가 여러 가지로 변형될 수 있음은 자명하다. 이러한 변형은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되며, 통상의 기술자에게 자명한 이러한 모든 변형은 아래의 청구범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims

장착자의 제1 골부를 따른 신체 부위에 장착되는 제1 부재와,
상기 장착자의 제2 골부를 따른 신체 부위에 장착되는 제2 부재와,
상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 회전축을 중심으로 하여 서로 회전 가능하도록 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 지지하는 관절 기구를
구비하는 장구이며,
당해 관절 기구에 대해 고정 및 탈착 가능하게 끼움 삽입되는 끼움 삽입 부재를 더 구비하고,
상기 관절 기구는,
상기 제1 부재와 일체적으로 설치되고, 상기 끼움 삽입 부재의 상기 끼움 삽입을 가능하게 하는 피 끼움 삽입부와,
상기 제2 부재에 있어서의 상기 회전축 주위에, 당해 제2 부재와 일체적으로 설치된 규제부를 구비하고,
상기 제2 부재의 회전과 일체적으로 상기 회전축 주위를 선회하는 상기 규제부가, 당해 선회의 궤도상에서, 상기 피 끼움 삽입부에 고정된 상기 끼움 삽입 부재와 접촉함으로써 상기 회전의 범위가 규제되고,
상기 피 끼움 삽입부는 끼움 삽입 구멍으로서, 끼움 삽입 구멍의 축 방향을 따라 복수 개의 걸림 홈을 갖고,
상기 끼움 삽입 부재는, 상기 끼움 삽입 부재가 상기 피 끼움 삽입부에 끼움 삽입된 후에 끼움 삽입 방향을 회전축으로 하여 회전되면 상기 피 끼움 삽입부의 걸림 홈에 걸리는 걸림부를 갖는, 장구.
제1항에 있어서,
상기 피 끼움 삽입부에 끼움 삽입되는 상기 끼움 삽입 부재는, 상기 규제부와 접촉하는 돌출부의 돌출량이 서로 다른 복수의 끼움 삽입 부재의 세트 중에서 규제하고자 하는 회전 범위에 따라서 선택되는, 장구.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 끼움 삽입 부재는, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 상기 장착자에게 장착된 상태에서 상기 피 끼움 삽입부에 끼움 삽입 가능한, 장구.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 끼움 삽입 부재는,
상기 규제부의 회전의 일단부에서 접촉하는 제1 돌출부가 마련된 제1 끼움 삽입 부재와,
상기 규제부의 회전의 타단부에서 접촉하는 제2 돌출부가 마련된 제2 끼움 삽입 부재로
이루어지는, 장구.
제4항에 있어서,
상기 제1 돌출부의 돌출량과 상기 제2 돌출부의 돌출량은 상이한, 장구.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 끼움 삽입 부재의 상기 규제부와 접촉하는 돌출부는, 상기 규제부의 회전축에 직교하는 방향으로 돌출되어 있고,
상기 규제부 중 상기 돌출부와 접촉하는 접촉부는, 상기 회전축과 평행한 직선으로 상기 돌출부와 접촉하도록 원통면 형상을 이루는, 장구.
삭제
제1항에 있어서,
상기 관절 기구는, 상기 끼움 삽입 부재가 회전된 경우에 소정의 위상에서 정지시키는 위치 결정 기구를 갖는, 장구.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 부재와 상기 제2 부재 중 한쪽은, 상기 장착자의 종아리부에 장착되는 종아리 프레임이고,
상기 제1 부재와 상기 제2 부재 중 다른 쪽은, 상기 장착자의 발바닥을 올려놓는 발바닥 플레이트이고,
상기 관절 기구는, 상기 장착자의 족관절의 저굴 운동과 배굴 운동의 범위를 규제하도록 상기 회전의 범위가 정해지는, 장구.
제1항 또는 제2항에 기재된 장구의 상기 피 끼움 삽입부에 교환 가능하게 끼움 삽입되는, 끼움 삽입 부재.