(57)【要約】  少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材を提供する人工補装具（１）。人工補装具（１）は、人工補装具の支持部材上に固定されたウォーム歯車手段（５）に対して実質的に接線方向に延在し、ウォーム歯車手段の軸（８）の周囲で回転するように装着された少なくとも１つの指部材（３）を有する。指部材は、ウォーム手段（１３）を駆動するように作動可能な駆動モータ（７）を有する。ウォーム手段（１３）は、人工補装具の使用時に駆動モータが作動すると、指部材（３）がウォーム歯車手段（５）の周囲で動作するように、ウォーム歯車手段（５）と係合し、ウォーム手段（１３）は指部材（３）の外側に配置される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材を提供する人工補装具であって、前記人工補装具の支持部材上に固定されたウォーム歯車手段に対して実質的に接線方向に延在し、前記ウォーム歯車手段の軸を中心として回転するように装着された少なくとも１つの前記指部材を有し、前記指部材が、ウォーム手段を駆動するように作動可能な駆動モータを有し、前記ウォーム手段は、当該人工補装具の使用時に前記駆動モータが作動すると、前記指部材が前記ウォーム歯車手段を中心として動作するように、前記ウォーム歯車手段と係合する人工補装具において、
前記ウォーム手段が前記指部材の外側に配置されることを特徴とする人工補装具。
【請求項２】
前記ウォーム手段が前記指部材に対して横方向に延在する、請求項１に記載の人工補装具。
【請求項３】
前記ウォーム手段が前記指部材に対して実質的に直角に延在する、請求項１又は２に記載の人工補装具。
【請求項４】
前記ウォーム手段及び前記駆動モータが、前記ウォーム歯車手段の軸の対向する側に配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項５】
さらに、前記駆動モータの動作を前記ウォーム手段に結合するように構成された伝達手段を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項６】
前記伝達手段が、前記ウォーム手段の回転軸が前記駆動モータの回転軸に対して傾斜するように構成される、請求項５に記載の人工補装具。
【請求項７】
前記ウォーム手段の前記回転軸が、前記駆動モータの前記回転軸に対して約９０°傾斜する、請求項６に記載の人工補装具。
【請求項８】
前記伝達手段が、相互に係合する第１傘歯車及び第２傘歯車を備えることができ、前記第１傘歯車が前記駆動モータの動作に応答して動作するように構成され、前記第２傘歯車が前記ウォーム手段に結合される、請求項５〜７のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項９】
当該人工補装具の使用中に前記ウォーム歯車手段の周縁の一部のみが前記ウォーム手段と係合する、前記請求項のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１０】
前記ウォーム歯車手段は、前記ウォーム歯車手段の軸と前記指部材との間の距離が、前記ウォーム歯車手段の最大半径より小さくなるように、前記指部材に対して自身を配置できるような輪郭を有する、請求項９に記載の人工補装具。
【請求項１１】
前記最大半径が、前記ウォーム歯車手段の軸と、使用時に前記ウォーム手段と係合する前記ウォーム歯車手段の周縁上の点との間である、請求項１０に記載の人工補装具。
【請求項１２】
前記ウォーム歯車手段が、ほぼ半円形である輪郭を有する、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１３】
前記半円形の湾曲した周縁が、前記ウォーム手段と係合するように配向される、請求項１２に記載の人工補装具。
【請求項１４】
前記指部材が、親指から小指までのうち１本である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１５】
前記ウォーム手段がウォームを備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１６】
前記駆動モータが、トルクと駆動電流との間に実質的に比例関係を有する永久磁石ＤＣモータである、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１７】
前記駆動モータが、自身の出力軸によってギアボックスシステムに結合され、それによって使用時に様々なトルクと出力駆動速度との比率の範囲から、異なる比率を選択することができる、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１８】
それぞれが少なくとも１つの指部材を有する複数の指を有することができ、
前記複数の指又は指のグループの動作の独立性を可能にするように構成された制御手段が設けられている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１９】
前記複数の指が１本の親指及び少なくとも１本のその他の指を備える、請求項１８に記載の人工補装具。
【請求項２０】
前記親指が、高速で低トルクの特性の駆動モータを有し、前記親指以外の指が、低速で高トルクの特性の駆動モータを有する、請求項１９に記載の人工補装具。
【請求項２１】
実質的に正常な手に類似した外観を有する美的に許容可能な材料のオーバレイで覆われている、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項２２】
さらに、第２指部材を備え、第１指部材が、その遠位端で前記第２指部材と結合し、前記第２指部材を前記第１指部材に対して動作できるようにする近位関節を形成する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項２３】
前記近位関節を動力で起動するように構成されている、請求項２２に記載の人工補装具。
【請求項２４】
前記第２指部材が動力による起動によって前記第１指部材に対して第１方向に動作可能であるように構成されている、請求項２２又は２３に記載の人工補装具。
【請求項２５】
前記第２指部材が偏倚手段によって前記第１指部材に対して第２反対方向に動作可能であるように構成されている、請求項２４に記載の人工補装具。
【請求項２６】
前記偏倚手段がばね手段を備える、請求項２５に記載の人工補装具。
【請求項２７】
前記駆動モータの作動によって前記近位関節が起動されるように構成されている、請求項２２〜２６のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項２８】
さらに、前記駆動モータの動作を前記第２指部材に結合し、それによって前記近位関節を駆動するように構成された近位関節伝達手段を備える、請求項２７に記載の人工補装具。
【請求項２９】
前記近位関節伝達手段が、第１端が前記ウォーム歯車手段に取り付けられ、第２反対端が前記第２指部材に取り付けられた近位関節伝達部材を備える、請求項２８に記載の人工補装具。
【請求項３０】
前記近位関節伝達部材の前記第１端が、前記ウォーム歯車手段の軸から隔置された位置で前記ウォーム歯車手段に取り付けられる、請求項２９に記載の人工補装具。
【請求項３１】
前記関節伝達部材が、所定の長さの柔軟な部材を備える、請求項２９又は３０に記載の人工補装具。
【請求項３２】
前記人工補装具が、前記柔軟な部材の所定の長さを変更できるように構成される、請求項３１に記載の人工補装具。
【請求項３３】
前記柔軟な部材が、前記ウォーム歯車手段と前記さらなる指部材とのうち少なくとも一方の対応する輪郭と係合し、それによってそれに取り付けられるために、前記柔軟な部材に沿って隔置された複数の歯を備える、請求項３１又は３２に記載の人工補装具。
【請求項３４】
前記柔軟な部材の前記複数の歯の一部が前記対応する輪郭と係合し、それによって前記対応する輪郭と係合しているこれらの歯を変化させて、前記柔軟な部材の長さを変化させることができる、請求項３３に記載の人工補装具。
【請求項３５】
実質的に、図１から図３のいずれか１つに関して特許請求の範囲に記載されたような人工補装具。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材を有する人工補装具に関する。
【発明の背景】
【０００２】
１つ又は複数の、着用者が作動可能な電気機械的指を提供する手の人工補装具が知られている。従来の人工補装具は、手自体の中に装着された電動モータを使用し、機械的リンク機構を含む伝達システムによって動力を指に伝達することが多い。このような従来の人工補装具は幾つかの欠点を有し、特にモータと伝達システムとの間に精密な位置合わせを必要とするが、これは厄介な配置構成につながることがあり、人工補装具の手の部分に空間的要件を加え、それによって人工補装具は数本の指が残っている患者にとって不適切になることがある。
【０００３】
国際公開第９５／２４８７５号パンフレットは、従来の人工補装具の上述した欠点に対処する手の人工補装具について説明している。特に、国際公開第９５／２４８７５号パンフレットの手の人工補装具は、指部材内に装着された駆動モータ及びギアボックスを備える。駆動モータが作動すると、指部材内に配置されたウォームを駆動する。ウォームは固定されたウォーム歯車と係合して、その周囲で動作し、ウォーム歯車の軸を中心として指部材を動作させる。
【０００４】
本発明の発明者は、国際公開第９５／２４８７５号パンフレットによる手の人工補装具の特定の欠点を認識している。特に、指部材内の電気機械的構成要素のサイズによって、子供用に適切であるように、短い人工補装具の指に十分な動力のモータ及び適切な比率を有する歯車を設けることが困難になる。
【０００５】
したがって、子供用に適切であるような小さい指を提供するように構成された指部材を有する人工補装具を提供することが、本発明の目的である。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、上述した認識に鑑みて考案されており、したがって第１の態様では、少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材を提供する人工補装具が提供され、人工補装具は、人工補装具の支持部材上に固定されたウォーム歯車手段に対して実質的に接線方向に延在し、ウォーム歯車手段の軸の周囲で回転するように装着された少なくとも１つの前記指部材を有し、指部材は、ウォーム手段を駆動するように作動可能な駆動モータを有し、ウォーム手段は、人工補装具の使用時に駆動モータが作動すると、指部材がウォーム歯車手段の周囲で動作するように、ウォーム歯車手段と係合するものであり、ウォーム手段が指部材の外側に配置されることを特徴とする。
【０００７】
ウォーム手段を指部材の外側に配置すると、指部材内で電気機械的構成要素が占有する縦方向の空間の量が減少する。これによって、子供用に適切であるような短めの指部材を設計することができる。逆に、国際公開第９５／２４８７５号パンフレットの手の人工補装具は、国際公開第９５／２４８７５号パンフレットの図２に示すように、指部材内に配置されたウォーム手段（つまりウォーム）を有する。
【０００８】
特に、ウォーム手段は指部材に対して横方向に延在してよい。
【０００９】
代替的又は追加的に、ウォーム手段は指部材に対して実質的に直角に延在してよい。
【００１０】
このような方法でウォーム手段を配置すると、駆動モータを含む電気機械的構成要素がウォーム歯車手段に向かって動作することができる。
【００１１】
したがって代替的又は追加的に、ウォーム手段及び駆動モータをウォーム歯車手段の軸の対向する側に配置することができる。
【００１２】
本発明の形態では、人工補装具はさらに、駆動モータの動作をウォーム手段に結合するように構成された伝達手段を備えてよい。
【００１３】
特に、伝達手段は、ウォーム手段の回転軸が駆動モータの回転軸に対して傾斜するように構成することができる。
【００１４】
特に、ウォーム手段の回転軸は、駆動モータの回転軸に対して約９０°傾斜することができる。
【００１５】
代替的又は追加的に、伝達手段は相互に係合する第１及び第２傘歯車を備えることができ、第１傘歯車は駆動モータの動作に応答して動作するように構成され、第２傘歯車はウォーム手段に結合されている。
【００１６】
代替的又は追加的に、ウォーム歯車手段は、ウォーム歯車手段の軸と指部材との間の距離が、ウォーム歯車手段の最大半径より小さくなるような指部材に対する配置を可能にする輪郭を有する。最大半径は、ウォーム歯車手段の軸と使用時にウォーム手段と係合するウォーム歯車手段の周縁上の点との間でよい。
【００１７】
これは、人工補装具の使用中にウォーム歯車手段の周縁の一部のみがウォーム手段と係合する本発明の形態を利用する。したがって、ウォーム歯車手段は、ウォーム歯車手段が円形の輪郭を有するような場合よりも、指部材の近くに配置することができ、これによってよりコンパクトな人工補装具を提供することができる。
【００１８】
特に、ウォーム歯車手段は、ほぼ半円形である輪郭を有することができる。
【００１９】
特に、半円形の湾曲した周縁を、ウォーム手段と係合するように配向することができる。
【００２０】
代替的又は追加的に、指部材は、親指から小指までのうち１本でよい。
【００２１】
代替的又は追加的に、ウォーム手段はウォームを備えることができる。
【００２２】
代替的又は追加的に、駆動モータは、トルクと駆動電流との間に実質的に比例関係を有する永久磁石ＤＣモータでよい。
【００２３】
代替的又は追加的に、駆動モータは、その出力軸によってギアボックスシステムに結合することができ、それによって使用時に様々なトルクと出力駆動速度との比率の範囲から、異なる比率を選択することができる。
【００２４】
代替的又は追加的に、人工補装具は、それぞれが少なくとも１つの指部材を有する複数の指を有することができ、人工補装具には、複数の指又は指のグループの動作の独立性を可能にするように構成された制御手段を設けることができる。
【００２５】
特に、複数の指は１本の親指及び少なくとも１本のその他の指を備えてよい。
【００２６】
特に、親指は、高速で低トルクの特性の駆動モータを有することができ、親指以外の指は、低速で高トルクの特性の駆動モータを有することができる。
【００２７】
代替的又は追加的に、人工補装具は、実質的に正常な手に類似した外観を有する美的に許容可能な材料のオーバレイで覆うことができる。
【００２８】
ウォーム手段を指部材の外側に配置することのさらなる利点は、指部材内で長手方向の空間を空けることである。
【００２９】
したがって、本発明の別の形態では、人工補装具はさらに、さらなる（第２）指部材（例えば人差し指から小指の中節骨）を備えることができ、（第１）指部材（例えば人差し指から小指の基節骨）は、その遠位端でさらなる指部材と結合し、さらなる指部材を指部材に対して動作できるようにする近位関節を形成する。
【００３０】
人工補装具に近位関節を設けることは、指部材内で空いた長手方向の空間を利用する。
【００３１】
特に、人工補装具は、近位関節を動力で起動するように構成することができる。
【００３２】
代替的又は追加的に、人工補装具は、さらなる指部材が動力による起動によって指部材に対して第１方向に動作可能であるように構成することができる。
【００３３】
特に、人工補装具は、さらなる指部材が偏倚手段によって指部材に対して第２反対方向に動作可能であるように構成することができる。
【００３４】
したがって、偏倚手段は、さらなる指部材を、指部材に対して動力による起動の前の位置に戻すことができる。
【００３５】
特に、偏倚手段は、コイルばねなどのばね手段を備えることができる。
【００３６】
代替的又は追加的に、人工補装具は、駆動モータの作動によって近位関節が起動されるように構成することができる。
【００３７】
特に、人工補装具はさらに、駆動モータの動作をさらなる指部材に結合し、それによって近位関節を駆動するように構成された近位関節伝達手段を備えることができる。
【００３８】
特に、近位関節伝達手段は、第１端がウォーム歯車手段に取り付けられ、第２反対端がさらなる指部材に取り付けられた近位関節伝達部材を備えることができる。
【００３９】
特に、近位関節伝達部材の第１端は、ウォーム歯車手段の軸から隔置された位置でウォーム歯車手段に取り付けることができる。
【００４０】
したがって、駆動モータが作動すると、ウォーム歯車手段の周囲で指部材が動作して、関節伝達部材を歯車手段に取り付ける位置と、指部材の端部に向かう位置との間の距離を増加させることができる。したがって、近位関節伝達部材が拡張不能の場合、ウォーム歯車手段の周囲で指部材が動作すると、関節伝達部材がさらなる指部材を歯車手段に向かって、指部材に対して近位関節の周囲で動作させることができる。
【００４１】
特に、関節伝達部材は、所定の長さの柔軟な部材を備えることができる。
【００４２】
特に、人工補装具は、柔軟な部材の所定の長さを変更できるように構成することができる。
【００４３】
代替的又は追加的に、柔軟な部材は、ウォーム歯車手段とさらなる指部材とのうち少なくとも一方の対応する輪郭と係合し、それによってそれに取り付けられるために、柔軟な部材に沿って隔置された複数の歯を備えることができる。
【００４４】
特に、柔軟な部材の複数の歯の一部は対応する輪郭と係合することができ、それによって対応する輪郭と係合している歯を変化させて、柔軟な部材の長さを変化させることができる。
【００４５】
本発明の発明者は、指部材とさらなる指部材との間の近位関節には、上述したものより広い用途があることを理解している。
【００４６】
したがって、本発明の第２の態様によると、少なくとも１つの機械的に作動可能な指を提供する人工補装具が提供され、少なくとも１つの前記指を有する人工補装具は、駆動モータと第１（例えば基節骨）及び第２（例えば中節骨）指部材とを備え、第１指部材は、近位端が人工補装具の支持部材と結合して、第１関節（例えば中手指節［ＭＣＰ］関節）を形成し、それによって第１指部材が支持部材に対して動作することができ、第１指部材は、遠位端が第２指部材と結合して、第２関節（例えば近位指節［ＰＩＰ］関節）を形成し、それによって第２指部材が第１指部材に対して動作することができ、第１指部材及び支持部材は、駆動モータが作動すると第１関節が起動されるように構成され、人工補装具は、第２関節を動力で起動するように構成される。
【００４７】
特に、人工補装具は、第２指部材が動力による起動によって第１指部材に対して第１方向に動作可能であるように構成することができる。
【００４８】
特に、人工補装具は、第２指部材が、偏倚手段によって第１部材に対して第２反対方向に動作可能であるように構成することができる。
【００４９】
したがって、偏倚手段は、第２指部材を、第１指部材に対して動力による起動の前の位置に戻すことができる。
【００５０】
特に、偏倚手段は、コイルばねなどのばね手段を備えることができる。
【００５１】
代替的又は追加的に、人工補装具は、駆動モータの作動によって第２関節が起動されるように構成することができる。
【００５２】
特に、人工補装具はさらに、駆動モータの動作を第２指部材に結合し、それによって第２関節を起動するように構成された近位関節伝達手段を備えることができる。
【００５３】
本発明の第２の態様の形態では、人工補装具は、相互に係合している第１及び第２歯車構成要素を有する歯車手段を備えることができ、第１歯車構成要素は、駆動モータの動作に応答して動作するように構成され、第２歯車構成要素は、人工補装具の支持部材に結合され、したがって人工補装具の使用時に駆動モータが作動すると、歯車手段は指示部材に対して第１指部材を回転させるように作動可能である。
【００５４】
特に、第１歯車構成要素は、指部材の外側に配置することができる。
【００５５】
代替的又は追加的に、歯車手段は、ウォームを備える第１構成要素及びウォーム歯車を備える第２構成要素があるウォーム歯車を備えることができる。
【００５６】
特に、近位関節伝達手段は、第１端がウォーム歯車に取り付けられ、第２反対端が第２指部材に取り付けられた近位関節伝達部材を備えることができる。
【００５７】
特に、近位関節伝達部材の第１端は、ウォーム歯車手段の軸から隔置された位置でウォーム歯車に取り付けることができる。
【００５８】
したがって、駆動モータが作動すると、ウォーム歯車の周囲で第１指部材が動作して、関節伝達部材を歯車に取り付ける位置と、第１指部材の端部に向かう位置との間の距離を増加させることができる。したがって、近位関節伝達部材が拡張不能の場合、ウォーム歯車の周囲で第１指部材が動作すると、関節伝達部材が第２指部材を歯車に向かって、第１指部材に対して第２関節の周囲で動作させることができる。
【００５９】
特に、関節伝達部材は、所定の長さの柔軟な部材を備えることができる。
【００６０】
特に、人工補装具は、柔軟な部材の所定の長さを変更できるように構成することができる。
【００６１】
代替的又は追加的に、柔軟な部材は、ウォーム歯車と第２指部材とのうち少なくとも一方の対応する輪郭と係合し、それによってそれに取り付けられるために、柔軟な部材に沿って隔置された複数の歯を備えることができる。
【００６２】
特に、柔軟な部材の複数の歯の一部は対応する輪郭と係合することができ、それによって対応する輪郭と係合している歯を変化させて、柔軟な部材の長さを変化させることができる。
【００６３】
本発明の第２態様のさらなる実施形態は、本発明の第１態様の１つ又は複数の特徴を備えることができる。
【００６４】
本発明のさらなる態様によると、少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材を提供する人工補装具が提供され、人工補装具は、駆動モータを有する少なくとも１つの前記指部材と、相互に係合している第１及び第２歯車構成要素を有する歯車手段とを備え、第１歯車構成要素は駆動モータに結合され、第２歯車構成要素は人工補装具の支持部材に結合され、したがって人工補装具の使用中に駆動モータが作動すると、歯車手段は、指部材を支持部材に対して回転させるように作動可能であり、第１歯車構成要素は指部材の外側に配置される。
【００６５】
特に、歯車手段は、ウォームを備える第１構成要素及びウォーム歯車を備える第２構成要素があるウォーム歯車を備えることができる。
【００６６】
本発明のさらなる態様のさらなる実施形態は、本発明の第１態様の１つ又は複数の特徴を備えることができる。
【００６７】
本明細書での指への言及は、通常、親指以外の指、親指、さらには足指など、全ての指であり、指部材への言及は、指の基節骨、中節骨及び末節骨、又は中節骨と末節骨などのこのような構成要素の組合せなど、完全な指の構成要素である。
【００６８】
本発明のさらなる特徴及び利点は、例示によってのみ与えられた以下の詳細な説明から、及び添付図面を参照するとさらに明白になる。
【詳細な説明】
【００６９】
図１は、指３を有する手の人工補装具１の部分切り取り図を示す。人工補装具１は、使用時には一般に知られている方法で本体（図示せず）によって患者の手の断端（図示せず）に確実に固定される。本体は、ウォーム歯車５が固定状態で装着されたスピンドル４を有する。ウォーム歯車５はほぼ半円形の輪郭である。指３は、ウォーム歯車５に対して実質的に接線方向に延在する。指３は実質的に管状のハウジング６を有し、その中にはギアボックスシステム２３を有する駆動モータ７が装着される。ギアボックスシステム２３は、様々なトルクと出力駆動速度との比率の範囲から選択される様々な比率を提供する。耳（図示せず）が管状ハウジング６の下側から垂れ下がり、スピンドル４及びウォーム歯車５に対して指３を回転できるように、スピンドル上に回転自在に装着される。スピンドル４の中心８は、指３の回転中心である軸（ウォーム歯車手段の軸を構成する）を画定する。駆動モータ７を含むハウジング６は、指の基節骨に対応し、スピンドル４とハウジング６から垂れ下がった耳との間に形成された継手は、指の中手指節（ＭＣＰ）又は中手指節関節に対応する。
【００７０】
駆動軸９が、駆動モータ７及びギアボックスシステム２３から延在している。第１傘歯車１０が、駆動軸９の遠位端に装着される。第２傘歯車１１が人工補装具１内に装着され、したがって第２傘歯車１１の回転軸が、第１傘歯車１０の回転軸に対して実質的に９０°である。第１及び第２傘歯車１０、１１は一緒に伝達手段を構成する。第１傘歯車１０と第２傘歯車１１との歯車比は実質的に１：１であるが、歯車比は知られている手段で容易に変更することができる。第２傘歯車１２は、ウォーム１３と同じ軸１２に装着される。ウォーム１３は、ウォーム歯車５の湾曲した歯付き周縁と係合するように配置される。図１で見られるように、ウォーム１３は、約９０°の角度でハウジング６に対して横方向に延在する。
【００７１】
ウォーム１３は、人工補装具内で（指部材に対応する）ハウジング６の外側になるように配置されることに留意されたい。したがって、以下で説明するように、人工補装具は、指３の作動時にハウジング６とともにウォーム１３が動作するように構築されているが、ウォームは、指３ではなく、人工補装具の手の中に配置される。
【００７２】
駆動モータ７は、トルクと駆動電流の間に実質的に比例関係を有する永久磁石ＤＣモータである。さらに、駆動モータは、人工補装具から遠方に装着可能な小型の充電式バッテリ１４によって動力供給される。駆動モータは、例えば残った指の動作又は手首の動作など、知られている手段によって起動されるスイッチ１５（制御手段を構成する）によって制御される。代替的又は追加的に、感圧抵抗器又は残った筋肉の作用の筋電活動から得られる信号によって制御することができる。人工補装具が複数の他の指、つまり親指及び１つ又は複数の他の指を備える本発明の形態では、知られている手段による制御は、複数の指又は指のグループの動作の独立性を提供する。親指以外の指の場合、駆動モータ７は低速、高トルクの特性を有し、親指の場合、駆動モータは高速、低トルクの特性を有する。
【００７３】
指３は、指の中節骨及び末節骨に対応する（及び第２指部材を構成する）指先部分１６を有し、これはハウジング６の遠位端とともに、指の近位指節（ＰＩＰ）関節に対応する近位関節１７を形成する。矢印２４は、軸８（つまりＭＣＰ関節）を中心とする指３の運動を表し、矢印２６は、ＰＩＰ関節１７を中心とする指先部分１６の運動を表す。
【００７４】
拡張不可能な歯付きベルト１８は、第１端が、ウォーム歯車５に設けた口１９内のウォーム歯車５に取り付けられ、ウォーム歯車上に形成された突起２０上を通過し、第２端が指先部分１６に取り付けられる。コイルばね２２（偏倚手段を構成する）は、一方端がハウジング６の端部に、第２反対端が指先部分１６に接続される。
【００７５】
人工補装具は、知られている方法で正常な手の外観に実現可能な限り最も類似した美的に許容可能な外観を提供するシリコンゴムなどのオーバレイ２１で覆われる。
【００７６】
図２は、図１のＰＩＰ関節１７の詳細図である。図１と同様に、指先部分１６は指の中節指及び末節指に対応する。図２に見られるように、歯付きベルト１８は、関節１７付近に装着されたローラ３０上を通過してから、指先芯３２上を通過し、これはプラスチック又は金属で形成された中実体で、関節１７に取り付けられる。指先芯３２は、その表面に形成され、ベルト１８上の歯を受けて、指先芯３２とベルト１８との係合を提供するように成形された窪みを有する。ベルト１８の有効長は、ベルト１８を指先芯３２から係合解除し、ベルトを必要な方向に動作させてから、ベルトと指先芯とを再係合させることによって、ベルト上の歯の間隔に対応する目盛り付きの量だけ調節することができる。ベルトが必要に応じて係合している場合、カバー３４は指の遠位部分上に配置され、ねじ３６によって固定されて、ベルト１８をカバー３４と指先芯３２との間に挟む。
【００７７】
図３は、人工補装具の傘歯車の詳細図を提供する。人工補装具は、３本のアーム４４、４６、４８を有するベベル支持部材４２を備え、第２及び第３アーム４６、４８は第１アーム４４に対して直角に配置され、それによって二重の１字形の輪郭を形成し、ウォーム１３が第２アーム４６と第３アーム４８の間に配置される。図３に示すように、第１アーム４４は人工補装具のハウジング６に取り付けられる。第１傘歯車１０の軸が、ベベル支持部材４２の第１アーム４４内に設けた口を通過し、第２傘歯車１１の軸が、ベベル支持部材の第２アーム４６に設けた口を通過する。また、ウォーム１３の軸を、第３アーム４８に設けた窪みで受ける。したがって、１字形のベベル支持部材は、第１及び第２傘歯車１０、１１及びウォーム１３を支持し、人工補装具の組立中に第１及び第２傘歯車１０、１１の相対的配置を容易にする。図示されていない代替形態では、ベベル支持部材４２は、図３に示す第２及び第３アーム４６、４８の代わりに大きい１本のアームを有する。ベベル支持部材４２の代替形態の大きい１本のアームは、内部でウォーム１３を支持するボアを画定する。また、大きい１本のアームは、図３で図示し、それに関して説明したものとほぼ同じ方法で、第２傘歯車１１及びウォーム１３の軸を支持するように形成される。
【００７８】
使用時には、着用者は、駆動モータ７を作動させる上述の制御手段によって指を起動する。駆動モータ７が作動すると、第１傘歯車１０が回転し、これはウォーム１３とともに第２傘歯車１１を回転する。ウォーム１３が回転するにつれ、これは固定されたウォーム歯車５の周表面で、駆動モータ７の回転方向に応じて時計回り又は反時計回りに進行する。これで、矢印２４で示すように、指３が軸８の周囲で動作する。指３が軸８の周囲で下方向に動作すると、歯付きベルト１８をウォーム歯車５の口１９に取り付けた点と近位関節１７との間の距離が減少する。これは、図１に示すように、口１９がウォーム歯車の軸からずれているせいである。距離が減少するにつれ、固定長の歯付きベルト１８が、コイルばね２２の偏倚に抗して指先部分１６を引っ張り、指先部分１６を指３の残りの部分に対して時計回りに回転する。軸の周囲の指３の回転方向が逆転すると、つまり指３が上方向に動作すると、歯付きベルト１８にかかる張力が解放され、ばね２２が指先部分１６に偏倚力を加えて、指先部分を図１に示す延在位置に戻す。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明による人工補装具の指部材の部分切り取り図である。
【図２】図１の近位指節（ＰＩＰ）関節の詳細図である。
【図３】図１の人工補装具の傘歯車構成の詳細図である。
【図１】
2009517155.tif 000003
【図２】
2009517155.tif 000004
【図３】
2009517155.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月10日(2007.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材を提供する人工補装具（１）であって、当該人工補装具（１）が、当該人工補装具の支持部材上に固定されたウォーム歯車（５）に対して実質的に接線方向に延在する少なくとも１つの前記指部材（３）を有し、前記指部材（３）は、前記ウォーム歯車の軸（８）の周囲で回転するように装着され、前記指部材（３）は、ウォーム（１３）を駆動するように作動可能な駆動モータ（７）を備え、前記ウォームは、当該人工補装具の使用時に前記駆動モータ（７）が作動すると、前記指部材（３）が前記ウォーム歯車（５）を中心として動作するように、前記ウォーム歯車（５）と係合する、人工補装具において、
前記ウォーム（１３）及び前記駆動モータ（７）が前記ウォーム歯車の軸（８）の対向する側に配置されることを特徴とする人工補装具。
【請求項２】
前記ウォームが前記指部材に対して横方向に延在する、請求項１に記載の人工補装具。
【請求項３】
さらに、前記駆動モータの動作を前記ウォーム手段に結合するように構成された伝達手段を備える、請求項１又は２に記載の人工補装具。
【請求項４】
前記伝達手段は、前記ウォームの回転軸が前記駆動モータの回転軸に対して傾斜するように構成される、請求項３に記載の人工補装具。
【請求項５】
前記ウォームの前記回転軸が、前記駆動モータの前記回転軸に対して約９０°傾斜する、請求項４に記載の人工補装具。
【請求項６】
前記伝達手段が、相互に係合する第一傘歯車及び第二傘歯車を備えることができ、前記第一傘歯車が前記駆動モータの動作に応答して動作するように構成され、前記第二傘歯車が前記ウォームに結合される、請求項３〜５のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項７】
当該人工補装具の使用中に前記ウォーム歯車の周縁の一部のみが前記ウォームと係合する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項８】
前記ウォーム歯車は、前記ウォーム歯車の軸と前記指部材との間の距離が、前記ウォーム歯車の最大半径より小さくなるように、前記指部材に対して自身を配置できるような輪郭を有する、請求項７に記載の人工補装具。
【請求項９】
前記最大半径が、前記ウォーム歯車の軸と、使用時に前記ウォームと係合する前記ウォーム歯車の周縁上の点との間である、請求項８に記載の人工補装具。
【請求項１０】
前記ウォーム歯車が、略半円形である輪郭を有する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１１】
前記略半円形の湾曲した周縁が、前記ウォームと係合するように配向される、請求項１０に記載の人工補装具。
【請求項１２】
前記指部材が、親指から小指までのうち１本である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１３】
前記駆動モータが、トルクと駆動電流との間に実質的に比例関係を有する永久磁石ＤＣモータである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１４】
前記駆動モータが、自身の出力軸によってギアボックスシステムに結合され、それによって使用時に様々なトルクと出力駆動速度との比率の範囲から、異なる比率を選択することができる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１５】
それぞれが少なくとも１つの指部材を有する複数の指を有することができ、
前記複数の指又は指のグループの動作の独立性を可能にするように構成された制御手段が設けられている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１６】
前記複数の指が１本の親指及び少なくとも１本のその他の指を備える、請求項１５に記載の人工補装具。
【請求項１７】
前記親指が、高速で低トルクの特性の駆動モータを有し、前記親指以外の指が、低速で高トルクの特性の駆動モータを有する、請求項１６に記載の人工補装具。
【請求項１８】
実質的に正常な手に類似した外観を有する美的に許容可能な材料のオーバレイで覆われている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１９】
さらに、第二指部材を備え、第一指部材が、その遠位端で前記第二指部材と結合し、前記第二指部材を前記第一指部材に対して動作できるようにする近位関節を形成する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項２０】
前記近位関節を動力で起動するように構成されている、請求項１９に記載の人工補装具。
【請求項２１】
前記第二指部材が動力による起動によって前記第一指部材に対して第一方向に動作可能であるように構成されている、請求項１９又は２０に記載の人工補装具。
【請求項２２】
前記第二指部材が偏倚手段によって前記第一指部材に対して第二反対方向に動作可能であるように構成されている、請求項２１に記載の人工補装具。
【請求項２３】
前記偏倚手段がばね手段を備える、請求項２２に記載の人工補装具。
【請求項２４】
前記駆動モータの作動によって前記近位関節が起動されるように構成されている、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項２５】
さらに、前記駆動モータの動作を前記第二指部材に結合し、それによって前記近位関節を駆動するように構成された近位関節伝達手段を備える、請求項２４に記載の人工補装具。
【請求項２６】
前記近位関節伝達手段が、第一端が前記ウォーム歯車に取り付けられ、第二反対端が前記第二指部材に取り付けられた近位関節伝達部材を備える、請求項２５に記載の人工補装具。
【請求項２７】
前記近位関節伝達部材の前記第一端が、前記ウォーム歯車の軸から隔置された位置で前記ウォーム歯車に取り付けられる、請求項２６に記載の人工補装具。
【請求項２８】
前記関節伝達部材が、所定の長さの柔軟な部材を備える、請求項２６又は２７に記載の人工補装具。
【請求項２９】
前記柔軟な部材の所定の長さを変更できるように構成されている、請求項２８に記載の人工補装具。
【請求項３０】
前記柔軟な部材が、前記ウォーム歯車と前記さらなる指部材とのうち少なくとも一方の対応する輪郭と係合し、それによってそれに取り付けられるために、前記柔軟な部材に沿って隔置された複数の歯を備える、請求項２８又は２９に記載の人工補装具。
【請求項３１】
前記柔軟な部材の前記複数の歯の一部が前記対応する輪郭と係合し、それによって前記対応する輪郭と係合しているこれらの歯を変化させて、前記柔軟な部材の長さを変化させることができる、請求項３０に記載の人工補装具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
米国特許第４，６２３，３５４号は、手の中にモータが設けられているこのような従来通りの手の人工補装具について説明している。動力は、ウォーム歯車機構を備える伝達システムによってモータの１つから指へと伝達される。
国際公開第９５／２４８７５号パンフレットは、従来の人工補装具の上述した欠点に対処する手の人工補装具について説明している。特に、国際公開第９５／２４８７５号パンフレットの手の人工補装具は、指部材内に装着された駆動モータ及びギアボックスを備える。駆動モータが作動すると、指部材内に配置されたウォームを駆動する。ウォームは固定されたウォーム歯車と係合して、その周囲で動作し、ウォーム歯車の軸の周囲で指部材を動作させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、上述した認識に鑑みて考案されており、したがって第一の態様では、少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材を提供する人工補装具が提供され、人工補装具は、人工補装具の支持部材上に固定されたウォーム歯車に対して実質的に接線方向に延在する少なくとも１つの前記指部材を有し、指部材は、ウォーム歯車の軸の周囲で回転するように装着され、指部材は、ウォームを駆動するように作動可能な駆動モータを備え、ウォームは、人工補装具の使用時に駆動モータが作動すると、指部材がウォーム歯車の周囲で動作するように、ウォーム歯車と係合するものであり、ウォーム及び駆動モータがウォーム歯車の軸の対向する側に配置されることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
したがって、ウォーム手段は指部材の外側に配置される。ウォーム手段を指部材の外側に配置すると、指部材内で電気機械的構成要素が占有する縦方向の空間の量が減少する。これによって、子供用に適切であるような短めの指部材を設計することができる。逆に、国際公開第９５／２４８７５号パンフレットの手の人工補装具は、国際公開第９５／２４８７５号パンフレットの図２に示すように、指部材内に配置されたウォーム手段（つまりウォーム）を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月30日(2008.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの機械的に作動可能な指部材を提供する人工補装具（１）であって、当該人工補装具（１）が、当該人工補装具の支持部材上に固定されたウォーム歯車（５）に対して実質的に接線方向に延在する少なくとも１つの前記指部材（３）を有し、前記指部材（３）は、前記ウォーム歯車の軸（８）の周囲で回転するように装着され、前記指部材（３）は、ウォーム（１３）を駆動するように作動可能な駆動モータ（７）を備え、前記ウォームは、当該人工補装具の使用時に前記駆動モータ（７）が作動すると、前記指部材（３）が前記ウォーム歯車（５）を中心として動作するように、前記ウォーム歯車（５）と係合する、人工補装具において、
前記ウォーム（１３）及び前記駆動モータ（７）が前記ウォーム歯車の軸（８）の対向する側に配置されることを特徴とする人工補装具。
【請求項２】
前記ウォームが前記指部材に対して横方向に延在する、請求項１に記載の人工補装具。
【請求項３】
さらに、前記駆動モータの動作を前記ウォーム手段に結合するように構成された伝達手段を備える、請求項１又は２に記載の人工補装具。
【請求項４】
前記伝達手段は、前記ウォームの回転軸が前記駆動モータの回転軸に対して傾斜するように構成される、請求項３に記載の人工補装具。
【請求項５】
前記ウォームの前記回転軸が、前記駆動モータの前記回転軸に対して約９０°傾斜する、請求項４に記載の人工補装具。
【請求項６】
前記伝達手段が、相互に係合する第一傘歯車及び第二傘歯車を備えることができ、前記第一傘歯車が前記駆動モータの動作に応答して動作するように構成され、前記第二傘歯車が前記ウォームに結合される、請求項３〜５のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項７】
当該人工補装具の使用中に前記ウォーム歯車の周縁の一部のみが前記ウォームと係合する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項８】
前記ウォーム歯車は、前記ウォーム歯車の軸と前記指部材との間の距離が、前記ウォーム歯車の最大半径より小さくなるように、前記指部材に対して自身を配置できるような輪郭を有する、請求項７に記載の人工補装具。
【請求項９】
前記最大半径が、前記ウォーム歯車の軸と、使用時に前記ウォームと係合する前記ウォーム歯車の周縁上の点との間である、請求項８に記載の人工補装具。
【請求項１０】
前記ウォーム歯車が、略半円形である輪郭を有する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１１】
前記略半円形の湾曲した周縁が、前記ウォームと係合するように配向される、請求項１０に記載の人工補装具。
【請求項１２】
前記駆動モータが、トルクと駆動電流との間に実質的に比例関係を有する永久磁石ＤＣモータである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１３】
前記駆動モータが、自身の出力軸によってギアボックスシステムに結合され、それによって使用時に様々なトルクと出力駆動速度との比率の範囲から、異なる比率を選択することができる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１４】
それぞれが少なくとも１つの指部材を有する複数の指を有することができ、
前記複数の指又は指のグループの動作の独立性を可能にするように構成された制御手段が設けられている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の人工補装具。
【請求項１５】
前記複数の指が１本の親指及び少なくとも１本のその他の指を備え、前記親指が、高速で低トルクの特性の駆動モータを有し、前記親指以外の指が、低速で高トルクの特性の駆動モータを有する、請求項１４に記載の人工補装具。
【国際調査報告】
2009517155.tif 000006
2009517155.tif 000007
2009517155.tif 000008