(57)【要約】【課題】関節の可動範囲を規制したい範囲に精確かつ容易に維持できる装具を提供する。【解決手段】装具は、装着者の第１の骨部に沿った身体部位に装着される第１部材と、装着者の第２の骨部に沿った身体部位に装着される第２部材と、第１部材と第２部材とが回動軸を中心として互いに回動可能なように、第１部材と第２部材とを支持する関節機構と、を備える装具であって、該関節機構に対して固定及び脱着可能に嵌挿される嵌挿部材を更に備え、関節機構は、第１部材と一体的に設けられ、嵌挿部材の嵌挿を可能とする被嵌挿部と、第２部材における回動軸周りに、該第２部材と一体的に設けられた規制部と、を備え、第２部材の回動と一体的に回動軸周りを旋回する規制部が、該旋回の軌道上で、被嵌挿部に固定された嵌挿部材と接触することによって回動の範囲が規制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着者の第１の骨部に沿った身体部位に装着される第１部材と、
前記装着者の第２の骨部に沿った身体部位に装着される第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とが回動軸を中心として互いに回動可能なように、前記第１部材と前記第２部材とを支持する関節機構と、
を備える装具であって、
該関節機構に対して固定及び脱着可能に嵌挿される嵌挿部材を更に備え、
前記関節機構は、
前記第１部材と一体的に設けられ、前記嵌挿部材の前記嵌挿を可能とする被嵌挿部と、
前記第２部材における前記回動軸周りに、該第２部材と一体的に設けられた規制部と、を備え、
前記第２部材の回動と一体的に前記回動軸周りを旋回する前記規制部が、該旋回の軌道上で、前記被嵌挿部に固定された前記嵌挿部材と接触することによって前記回動の範囲が規制される装具。
【請求項２】
前記被嵌挿部に嵌挿される前記嵌挿部材は、前記規制部と接触する張出部の張出量が互いに異なる複数の嵌挿部材のセットの中から規制したい回動範囲に応じて選択される請求項１に記載の装具。
【請求項３】
前記嵌挿部材は、前記第１部材と前記第２部材が前記装着者に装着された状態で前記被嵌挿部に嵌挿可能である請求項１または２に記載の装具。
【請求項４】
前記嵌挿部材は、
前記規制部の回動の一端で接触する第１張出部が設けられた第１嵌挿部材と、
前記規制部の回動の他端で接触する第２張出部が設けられた第２嵌挿部材と
から成る請求項１から３のいずれか１項に記載の装具。
【請求項５】
前記第１張出部の張出量と前記第２張出部の張出量は異なる請求項４に記載の装具。
【請求項６】
前記嵌挿部材の前記規制部と接触する張出部は、前記規制部の回動軸に直交する方向に張り出しており、
前記規制部のうち前記張出部と接触する接触部は、前記回動軸と平行な直線で前記張出部と接触するように、円筒面形状を成す請求項１から５のいずれか１項に記載の装具。
【請求項７】
前記嵌挿部材は、前記嵌挿部材が前記被嵌挿部に嵌挿された後に嵌挿方向を回転軸として回転されると前記被嵌挿部と係止する係止部を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の装具。
【請求項８】
前記関節機構は、前記嵌挿部材が回転された場合に所定の位相で停止させる位置決め機構を有する請求項７に記載の装具。
【請求項９】
前記第１部材と前記第２部材の一方は、前記装着者の下腿部に装着される下腿フレームであり、
前記第１部材と前記第２部材の他方は、前記装着者の足裏を載置する足裏プレートであり、
前記関節機構は、前記装着者の足関節の底屈運動と背屈運動の範囲を規制するように前記回動の範囲が定められる請求項１から８のいずれか１項に記載の装具。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の装具の前記被嵌挿部に交換可能に嵌挿される嵌挿部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装具およびそれに用いる嵌挿部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの脚部に装着されてユーザの歩行を補助するための補助用装具が知られている。例えば特許文献１の補助用装具は、ユーザの下腿部に装着される下腿フレームとユーザが足裏を載置する足裏フレームとを回動可能に連結している。この補助装具では、足関節の底背屈運動を補助するように、また底背屈運動が足関節の可動範囲を超えないように、リンク機構をモータで駆動して補助動作を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５４０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
動力を用いた補助用装具は、装置として大型化を招き、足関節用に限らず身体の関節に用いる装具としては利便性に欠けるものであった。関節運動に動力補助を与えないパッシブな補助用装具であっても、ユーザの疾患状態によっては、ユーザが過度に関節を曲げないように、補助用装具の可動範囲を規制する必要がある。しかし、ユーザによる関節の曲げを許容する範囲を身体的に本来曲げられる範囲よりも狭くしようとすると、規制した範囲の両端で関節の曲げ力により規制部材に大きな衝撃を与えてしまう。このような衝撃によって規制部材が損傷したり摩滅したりすると、許容する運動範囲を正しく管理できなくなり、リハビリ計画に支障を来す場合があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、関節の可動範囲を規制したい範囲に精確かつ容易に維持できる装具およびそれに用いる嵌挿部材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様における装具は、装着者の第１の骨部に沿った身体部位に装着される第１部材と、装着者の第２の骨部に沿った身体部位に装着される第２部材と、第１部材と第２部材とが回動軸を中心として互いに回動可能なように、第１部材と第２部材とを支持する関節機構と、を備える装具であって、該関節機構に対して固定及び脱着可能に嵌挿される嵌挿部材を更に備え、関節機構は、第１部材と一体的に設けられ、嵌挿部材の嵌挿を可能とする被嵌挿部と、第２部材における回動軸周りに、該第２部材と一体的に設けられた規制部と、を備え、第２部材の回動と一体的に回動軸周りを旋回する規制部が、該旋回の軌道上で、被嵌挿部に固定された嵌挿部材と接触することによって回動の範囲が規制される。
【０００７】
このように交換可能に嵌挿される嵌挿部材によって規制部の回動範囲を規制すれば、嵌挿部材が摩滅したり破損したりした場合には容易に新しいものに取り替えることができ、関節の可動範囲を目標とする範囲に精確に規制することができる。ひいては、リハビリ計画を支障なく遂行することができる。
【０００８】
上記において被嵌挿部に嵌挿される嵌挿部材は、張出部の張出量が互いに異なる複数の嵌挿部材のセットの中から規制したい回動範囲に応じて選択されるものとすることができる。張出量が異なる嵌挿部材を用意しておけば、装着者の状況に応じて規制したい回動範囲を容易に変更することができる。
【０００９】
また、嵌挿部材は、第１部材と第２部材が装着者に装着された状態で被嵌挿部に嵌挿可能であっても良い。このように構成されていれば、リハビリ中にも関節規制器具の装着を解くことなく、摩滅等した場合には新しい嵌挿部材に交換でき、規制範囲を変更したい場合には張出量の異なる嵌挿部材に交換できるので、リハビリの効率向上を図ることができる。
【００１０】
また、嵌挿部材は、規制部の回動の一端で接触する第１張出部が設けられた第１嵌挿部材と、規制部の回動の他端で接触する第２張出部が設けられた第２嵌挿部材とから成るようにすることができる。このとき、第１張出部の張出量と第２張出部の張出量は異ならせても良い。このように回動の一端と他端を別々の嵌挿部材で規制する構成とすれば、それぞれの嵌挿部材の摩滅状況等に応じて別々に交換することができる。また、張出量が互いに異なる嵌挿部材を用いれば、例えば関節規制器具を足関節に適用する場合に、背屈の可動範囲と底屈の可動範囲をそれぞれ別個に調整することができる。
【００１１】
また、嵌挿部材の張出部は、規制部の回動軸に直交する方向に張り出しており、規制部のうち張出部と接触する接触部は、回動軸と平行な直線で張出部と接触するように、円筒面形状を成すように構成すると良い。このように構成すれば、規制部と嵌挿部材が互いに線接触するので、衝突による撃力を分散させることができ、摩滅の進行を抑制することができる。
【００１２】
また、嵌挿部材は、被嵌挿部に嵌挿された後に嵌挿方向を回転軸として回転されると被嵌挿部と係止する係止部を有するように構成することができる。このような係止部を設ければ、嵌挿部材が受ける撃力を被嵌挿部に分散させることができる。また、嵌挿部材の抜け止めも実現できる。この場合に、関節機構は、嵌挿部材が回転された場合に所定の位相で停止させる位置決め機構を有すると良い。位置決め機構を有することで、嵌挿部材をより精確な位置に位置決めすることができる。
【００１３】
また、第１部材と第２部材の一方は、装着者の下腿部に装着される下腿フレームであり、第１部材と第２部材の他方は、装着者の足裏を載置する足裏プレートであり、関節機構は、装着者の足関節の底屈運動と背屈運動の範囲を規制するように回動範囲が定められるものとして利用すると良い。足関節の運動規制については、規制範囲の両端で特に大きな衝撃が発生しやすく、このような嵌挿部材の交換機能に対する効果を多く享受できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、関節の可動範囲を規制したい範囲に精確かつ容易に維持できる関節規制器具およびそれに用いる規制部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態にかかる足関節規制器具の外観斜視図である。
【図２】関節機構の外観斜視図である。
【図３】関節機構の構成を示す要部断面図である。
【図４】関節機構の基準状態を模式的に示す模式図である。
【図５】ストッパピンをホルダに嵌挿する様子を示す外観斜視図である。
【図６】関節機構の底屈回転の様子を示す模式図である。
【図７】関節機構の背屈回転の様子を示す模式図である。
【図８】他の実施例の関節機構の構造と回転の様子を模式的に示す模式図である。
【図９】さらに他の実施例の関節機構を模式的に示す模式図である。
【図１０】さらに他の実施例の関節機構を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
【００１７】
図１は、本実施形態にかかる足関節規制器具１０の外観斜視図である。足関節規制器具１０は、装着者の、下腿の骨（脛骨と腓骨）と距骨とを接続する足関節９０３の可動範囲を規制する規制器具である。足関節規制器具１０は、主に、下腿の骨の側であって下腿９０１をサポートする下腿フレーム１０１と、距骨の側であって踝から先の足９０２をサポートする足裏フレーム２００と、足関節９０３の可動方向に沿って規制された揺動範囲で揺動可能なようにこの２つのフレームを支持する関節機構３００とによって構成される。
【００１８】
足裏フレーム２００は、足裏を載置する載置面を有する底板２０１と、底板２０１の側方に立設された側板２０２とを有する。より具体的には、関節機構３００は、下腿フレーム１０１の下端と外側の側板２０２とを、揺動可能に連結している。足裏フレーム２００の足９０２への装着は、不図示の装着ベルト等を介して実現される。装着者が例えば靴状のカップソールを履く場合には、カップソールを固定するように構成しても良い。関節機構３００は、後述するように、足関節９０３が身体的に本来曲げられる範囲よりも狭い範囲で揺動する構造を有する。なお、図１は、後の図面との関係がわかるように、関節機構３００のカバー（後述する）を外した様子を示している。
【００１９】
足関節規制器具１０は、さらに、下腿９０１を挟んで下腿フレーム１０１と反対側に下腿フレーム１０２を備える。すなわち、下腿フレーム１０１、１０２は、下腿９０１を挟むように装着されて、下腿９０１をサポートしている。なお、下腿フレーム１０１、１０２の下腿９０１への装着は、不図示の装着ベルト等を介して実現される。
【００２０】
足関節規制器具１０は、下腿フレーム１０２と内側の側板２０２を、揺動自在に連結する連結機構８００を備える。連結機構８００は、関節機構３００のような揺動を規制する構造を有さない。すなわち、足関節９０３の可動範囲は、内側に配設された連結機構８００によっては規制されず、外側に配設された関節機構３００によって規制される。このように構成することにより、足関節規制器具１０を装着者に装着したまま規制する範囲を調整する場合に都合が良い。
【００２１】
なお、図１は、患脚が右脚であることを想定しており、関節機構３００が右脚の外側に配置される様子を示している。本実施形態においては、足関節規制器具１０は、右脚用の規制器具であるが、もちろん、関節機構３００を左脚の外側に配置した左脚用の規制器具を製作することもできる。また、図示するように踝から足先に向かう方向をｘ軸プラス方向、底板２０１の平面で内側に向かう方向をｙ軸プラス方向、大腿に沿って上体へ向かう方向をｚ軸プラス方向と定める。以降の図においては、図１と同じ座標系を示してそれぞれの向きを明らかにする。
【００２２】
図２は、関節機構３００の外観斜視図である。図１と異なり、カバー３４０を装着した状態を示す。関節機構３００は、実際の使用時においては図示するように、機構内部への塵埃等の進入を防ぐためにカバー３４０が装着される。関節機構３００は、カバー３４０の他に、ホルダ３１０と、ストッパピン４１０、４２０とを含む。なお、ストッパピン４１０は嵌挿部材としての、ホルダ３１０は被嵌挿部としての一態様である。
【００２３】
ホルダ３１０は、下腿フレーム１０１に固定されている。ホルダ３１０は、例えばアルミブロックから削り出しによって成形される。なお、ホルダ３１０は、下腿フレーム１０１に対してｘ軸周りに多少の回転を許容するように、下腿フレーム１０１に連結されていても良い。ストッパピン４１０、４２０は、ホルダ３１０の側方から嵌挿されて関節機構３００に装着される。具体的な構成については後述する。
【００２４】
図３は、ホルダ３１０をｘｚ平面と平行な平面でカットした、関節機構３００の構成を示す要部断面図である。すなわち、ホルダ３１０の内部空間の様子を示す図である。ホルダ３１０の内部空間には揺動シャフト３２０が収容されている。なお、揺動シャフト３２０は規制部の一態様である。
【００２５】
揺動シャフト３２０は、足裏フレーム２００の側板２０２に、カップリング部材２１０を介して固定されている。揺動シャフト３２０は、揺動軸Ｓａ周りに揺動可能にホルダ３１０に軸支されている。すなわち、装着者が足関節を動かして背屈運動および底屈運動を行うと、足裏フレーム２００がその動作に追従し、揺動シャフト３２０がホルダ３１０に対して揺動軸Ｓａ周りに揺動する。
【００２６】
ストッパピン４１０は、ホルダ３１０に側方から嵌挿され、揺動シャフト３２０の揺動範囲のうち底屈運動の揺動角を規制する。ストッパピン４２０は、ホルダ３１０に側方から嵌挿され、揺動シャフト３２０の揺動範囲のうち背屈運動の揺動角を規制する。具体的な構造および動作については後述する。
【００２７】
図４は、関節機構３００の基準状態を模式的に示す模式図である。ここで、基準状態とは、装着者が直立したときの状態である。このとき、足裏フレーム２００は、下腿フレーム１０１に対して直交している。また、図５は、ストッパピン４１０の構造を示すと共に、ストッパピン４１０をホルダに嵌挿する様子を示す外観斜視図である。なお、図４は、カバー３４０を外した様子を示し、図５は、カバー３４０を装着した様子を示す。
【００２８】
図４および図５は、底屈用のストッパピン４１０が嵌挿される前の様子を示している。底屈用のストッパピン４１０と背屈用のストッパピン４２０は、それぞれホルダ３１０に対して交換可能である。ストッパピン４２０はストッパピン４１０と同様の構造を成すので、ストッパピン４１０について説明する。
【００２９】
ストッパピン４１０は、全体としてボルト形状を成し、先端側から順に張出ピン部４１１、係止部４１２、基軸部４１３、つまみ部４１５が中心軸を揃えて配列されている。張出ピン部４１１は、ストッパピン４１０の張出部としての機能を担い、中心軸に沿って円筒状に延伸し、その長さは予め定められた有効長Ｌｋに精確に調整されている。すなわち、有効Ｌｋは、張出部としての張出量に相当する。また、その先端面は、揺動シャフト３２０と接触する打撃受面４１１ａとして機能する。
【００３０】
張出ピン部４１１は、揺動シャフト３２０と接触して打撃受面４１１ａが許容量以上に摩耗したときに現れる、円周方向に沿った溝を設けると良い。すなわち、張出ピン部４１１の胴部のうち、打撃受面４１１ａから予め設定した長さ（許容摩耗長）の位置に、周方向に伸延する溝を設ける。ユーザは、ストッパピン４１０を打撃受面４１１ａ側から観察したときに当該溝を確認したら、ストッパピン４１０の交換時期であると判断できる。なお、ストッパピン４１０のうち少なくとも張出ピン部４１１は、例えばジュラルミンなどの、比較的摩耗しにくい金属で形成されることが望ましい。
【００３１】
係止部４１２は、いわゆる二方取り形状を成し、最狭部の幅は張出ピン部４１１の直径とほぼ等しい。基軸部４１３は、係止部４１２に接続される円筒部分とつまみ部４１５に接続される二方取り形状部分とから成り、二方取り形状部分の円弧面には、円錐状の位置決穴４１４が設けられている。
【００３２】
つまみ部４１５は、ユーザがストッパピン４１０を交換するときに把持する部分であり、例えばローレット加工により把持性が高められている。つまみ部４１５の端面である天面４１５ａには、ストッパピン４１０の属性を示す記号である刻印４１６が刻まれている。刻印４１６は、このストッパピンが底屈用のものであるか背屈用のものであるか、有効長Ｌｋが如何なる長さであるか（あるいは規制される揺動角が何度であるか）を、ユーザが一目で認識できるように設けられている。
【００３３】
ホルダ３１０の側面には、カバー３４０が装着されたときに孔を成す、底屈用のストッパピン４１０を嵌挿するための嵌挿孔３１０ｃと、背屈用のストッパピン４２０を嵌挿するための嵌挿孔３１０ｅとが設けられている。具体的には、嵌挿孔３１０ｃは、ホルダ３１０の側壁のうち揺動軸Ｓａの高さより高い位置で、揺動シャフト３２０が揺動する内部空間までｘ軸方向に沿って貫通している。同様に、嵌挿孔３１０ｅは、ホルダ３１０の側壁のうち揺動軸Ｓａの高さより低い位置で、揺動シャフト３２０が揺動する内部空間までｘ軸方向に沿って貫通している。
【００３４】
嵌挿孔３１０ｃの中間付近には、ｚ軸方向に沿って上下に拡張された係止溝３１０ｄが設けられている。同様に、嵌挿孔３１０ｅの中間付近には、ｚ軸方向に沿って上下に拡張された係止溝３１０ｆが設けられている。
【００３５】
ユーザは、底屈用のストッパピン４１０を嵌挿孔３１０ｃへ嵌挿する。このとき、係止部４１２の最狭部が上下方向（ｚ軸方向）となるように挿入すると、係止部４１２は係止溝３１０ｄまで到達する。この時点でユーザがストッパピン４１０をその中心軸周りに位相を９０度回転させると、係止部４１２が係止溝３１０ｄに係止する。同時に、ホルダ３１０の側壁近傍に設けられたボールプランジャ３１５の先端が位置決穴４１４に嵌入し、ストッパピン４１０は、ホルダ３１０に対して位置決めされて固定される。
【００３６】
同様に、ユーザは、背屈用のストッパピン４２０を嵌挿孔３１０ｅへ嵌挿する。このとき、係止部４２２の最狭部が上下方向（ｚ軸方向）となるように挿入すると、係止部４２２は係止溝３１０ｆまで到達する。この時点でユーザがストッパピン４２０をその中心軸周りに９０度回転させると、係止部４２２が係止溝３１０ｆに係止する。同時に、ホルダ３１０の側壁近傍に設けられたボールプランジャ３１６の先端が位置決穴４２４に嵌入し、ストッパピン４２０は、ホルダ３１０に対して位置決めされて固定される。
【００３７】
このようにストッパピン４１０、４２０がホルダ３１０に固定されると、それぞれの張出ピン部４１１、４２１は、揺動シャフト３２０が揺動する内部空間に向かって有効長Ｌｋに応じた長さ分だけ張り出している。つまり、張出ピン部４１１、４２１は、揺動シャフト３２０の揺動軸Ｓａに直交する方向に張り出している。張出ピン部４１１の張り出し量によって底屈運動の揺動範囲が規制され、張出ピン部４２１の張り出し量によって背屈運動の揺動範囲が規制される。
【００３８】
図６は、関節機構３００の底屈回転の様子を示す模式図である。揺動シャフト３２０は、揺動軸Ｓａに対して放射方向に伸びる２つの腕部を有し、一方の腕部には、ストッパピン４１０の先端面である打撃受面４１１ａに激突する打撃面３２０ｂが形成されている。装着者が底屈運動をすると、足裏フレーム２００は図中の点線矢印の方向へ揺動し、これに伴って揺動シャフト３２０は太線矢印の方向へ揺動する。そして、揺動軸Ｓａ周りにαｋ度揺動すると、打撃面３２０ｂが打撃受面４１１ａに激突する。すなわち、関節機構３００は、底屈側にαｋ度だけ揺動可能なように揺動範囲を規制している。
【００３９】
底屈用のストッパピン４１０は、張出ピン部４１１の有効長Ｌｋが異なる複数のストッパピンのセットの中から、底屈側に規制したい揺動範囲に応じて、ユーザによって選択される。いずれの有効長Ｌｋを有するストッパピンが嵌挿孔３１０ｃに嵌挿されても、その打撃受面４１１ａと線接触で激突するように、揺動シャフト３２０の打撃面３２０ｂは、円筒面形状に加工されている。
【００４０】
具体的には、打撃受面４１１ａは平面であるので、打撃面３２０ｂは、揺動軸Ｓａと平行な中心軸に対して円筒面となるように加工されている。このように、規制したい揺動角αｋによらず、打撃面３２０ｂは打撃受面４１１ａと線接触で激突するので、衝突時の撃力を分散させることができ、ストッパピン４１０の破損や摩滅を低減することができる。なお、ストッパピンのセットは、底屈側の揺動角αｋを０度とする有効長Ｌｋを有するストッパピンを含んでも良い。
【００４１】
図７は、関節機構３００の背屈回転の様子を示す模式図である。揺動シャフト３２０は、揺動軸Ｓａに対して放射方向に伸びる２つの腕部のうち、打撃面３２０ｂが形成された腕部でない他方の腕部には、ストッパピン４２０の先端面である打撃受面４２１ａに激突する打撃面３２０ｃが形成されている。装着者が背屈運動をすると、足裏フレーム２００は図中の点線矢印の方向へ揺動し、これに伴って揺動シャフト３２０は太線矢印の方向へ揺動する。そして、揺動軸Ｓａ周りにβｋ度揺動すると、打撃面３２０ｃが打撃受面４２１ａに激突する。すなわち、関節機構３００は、背屈側にβｋ度だけ揺動可能なように揺動範囲を規制している。
【００４２】
背屈用のストッパピン４２０も、底屈用のストッパピン４１０と同様に、張出ピン部４２１の有効長Ｌｋが異なる複数のストッパピンのセットの中から、背屈側に規制したい揺動範囲に応じて、ユーザによって選択される。いずれの有効長Ｌｋを有するストッパピンが嵌挿孔３１０ｅに嵌挿されても、その打撃受面４２１ａと線接触で激突するように、揺動シャフト３２０の打撃面３２０ｃは、円筒面形状に加工されている。
【００４３】
具体的には、打撃受面４２１ａは平面であるので、打撃面３２０ｃは、揺動軸Ｓａと平行な中心軸に対して円筒面となるように加工されている。このように、規制したい揺動角βｋによらず、打撃面３２０ｃは打撃受面４２１ａと線接触で激突するので、衝突時の撃力を分散させることができ、ストッパピン４２０の破損や摩滅を低減することができる。なお、ストッパピンのセットは、背屈側の揺動角βｋを０度とする有効長Ｌｋを有するストッパピンを含んでも良い。底屈側の揺動角αｋを０度とするストッパピン４１０と背屈側の揺動角βｋを０度とするストッパピン４２０とを選択すれば、基準位置で足関節を固定することができる。
【００４４】
以上説明したように、関節機構３００は、適当な有効長Ｌｋを有するストッパピン４１０、４２０を選択してホルダ３１０に固定すれば、底屈側への揺動角αｋと背屈側への揺動角βｋとをそれぞれ独立して揺動範囲を規制することができる。本実施形態における足関節規制器具１０は、装着者が足関節機能として身体的に本来曲げられる範囲よりも揺動範囲を狭く規制するので、打撃面３２０ｂと打撃受面４１１ａ、および打撃面３２０ｃと打撃受面４２１ａは、互いに大きな力でぶつかり合う。しかし、ストッパピン４１０、４２０を交換可能にしたので、摩滅等の状況に応じてそれぞれ新しいものに取り替えれば、規制したい揺動範囲を精確に維持することができる。また、ストッパピン４１０、４２０は、足関節規制器具１０を装着者に装着したままでも、片手でも容易に挿抜できる構成であるので、リハビリ訓練を滞りなく進めることができる。
【００４５】
次に、以上説明した関節機構３００の変形例に係るいくつかの実施例について説明する。図８は、他の実施例の関節機構３００−１の構造と回転の様子を模式的に示す模式図である。関節機構３００−１は、関節機構３００に対して、揺動シャフトの形状と配置が異なる。関節機構３００が備える揺動シャフト３２０は、放射方向に伸びる２つの腕部を有していたのに対し、関節機構３００−１が備える揺動シャフト３２０’は、放射方向に伸びる１つの腕部を有する。また、その腕部は、２つのストッパピンに挟まれる空間に向かって伸びている。腕部の上側面と下側面にはそれぞれ、背屈回転を規制するための複数の凸部と底屈回転を規制するための複数の凸部が設けられている。背屈回転と底屈回転の関係は対称であるので、以下においては背屈回転について説明し、底屈回転の説明を省略する。
【００４６】
図８（ａ）は、最も長い張出ピン部４１１−１を有する底屈用のストッパピン４１０−１が嵌挿されている様子を示す。このとき、揺動シャフト３２０’の腕部の上側面に設けられた凸部のうち、揺動軸Ｓａに最も近い凸部３２０’ａが、張出ピン部４１１−１の側面と接触することにより背屈回転の回転角が０度に規制される。換言すると、足裏フレーム２００は、装着者の背屈運動を許容しない。
【００４７】
図８（ｂ）は、２番目に長い張出ピン部４１１−２を有する底屈用のストッパピン４１０−２が嵌挿されている様子を示す。このとき、揺動シャフト３２０’の腕部の上側面に設けられた凸部のうち、揺動軸Ｓａに２番目に近い凸部３２０’ｂが、張出ピン部４１１−２の側面と接触する。これにより背屈回転の回転角がβ２度に規制される。換言すると、足裏フレーム２００は、０度からβ２度までの範囲で装着者の背屈運動を許容する。
【００４８】
図８（ｃ）は、３番目に長い張出ピン部４１１−３を有する底屈用のストッパピン４１０−３が嵌挿されている様子を示す。このとき、揺動シャフト３２０’の腕部の上側面に設けられた凸部のうち、揺動軸Ｓａに３番目に近い凸部３２０’ｃが、張出ピン部４１１−３の側面と接触する。これにより背屈回転の回転角がβ３度に規制される。換言すると、足裏フレーム２００は、０度からβ３度までの範囲で装着者の背屈運動を許容する。
【００４９】
このような関節機構３００−１の構成であっても、揺動シャフト３２０’の揺動に対して一端と他端でストッパピンの張出部と接触させることによって、その揺動範囲を規制することができる。
【００５０】
図９は、さらに他の実施例の関節機構３００−２を模式的に示す模式図である。関節機構３００−２は、関節機構３００に対して、ストッパピンの構造が異なる。関節機構３００では、底屈用のストッパピン４１０と背屈用のストッパピン４２０が独立したものであったが、関節機構３００−２では、底屈用の張出ピン部４０１と背屈用の張出ピン部４０２が一体的に構成されたストッパピン４００も利用する。
【００５１】
ストッパピン４００は、主に、底屈用の張出ピン部４０１と、背屈用の張出ピン部４０２と、これらを両端で支持するブリッジ４０３と、ブリッジの中央部に回転自在に支持された固定ネジ４０４によって構成される。
【００５２】
嵌挿孔３１０ｃは、底屈用の張出ピン部４０１を嵌挿するために設けられたストレート孔であり、嵌挿孔３１０ｅは、背屈用の張出ピン部４０２を嵌挿するために設けられたストレート孔である。それぞれの張出ピン部がどの程度まで揺動シャフト３２０が揺動する内部空間に突出するかは、張出ピン部４０１の有効長Ｌｋ１および張出ピン部４０２の有効長Ｌｋ２に依存する。すなわち、ストッパピン４００は、有効長Ｌｋ１、Ｌｋ２の組み合わせが互いに異なる複数がセットとして用意されており、ユーザは、規制したい揺動範囲に応じてセットの中から適当な一つを選択する。
【００５３】
底屈用の張出ピン部４０１を嵌挿孔３１０ｃに、背屈用の張出ピン部４０２を嵌挿孔３１０ｅに嵌挿しつつ、固定ネジ４０４のネジ部４０４ａをホルダ３１０のネジ穴３１０ｇに螺合させることにより、ストッパピン４００をホルダ３１０に固定する。このようにストッパピン４００が固定されると、張出ピン部４０１、４０２はそれぞれ、関節機構３００の張出ピン部４１１、４２１と同様に機能する。また、関節機構３００−１においても、このようなストッパピン４００を採用することができる。その場合は、張出ピン部４０１が背屈用となり、張出ピン部４０２が底屈用となる。
【００５４】
図１０は、さらに他の実施例の関節機構３００−３を模式的に示す模式図である。関節機構３００−２は、関節機構３００に対して、ストッパピンの構造が異なる。関節機構３００では、規制したい揺動角に応じて張出ピン部の有効長が異なる複数のストッパピン４００を用意したが、関節機構３００−３は、ひとつの張出ピン部が複数の有効長として機能するストッパピンを利用する。
【００５５】
底屈用のストッパピン４１０−４と背屈用のストッパピン４２０−４は、同様の構造である。ストッパピン４１０−４は、ストッパピン４１０と同様に、先端側から順に張出ピン部４１１、係止部４１２、基軸部４１３、つまみ部４１５が中心軸を揃えて配列されているが、ストッパピン４１０に対して、基軸部４１３の円筒部分が若干長い。
【００５６】
関節機構３００では、嵌挿孔３１０ｃに対して一つの係止溝３１０ｄが設けられていたが、関節機構３００−３では、嵌挿孔３１０ｃに対して孔軸方向に沿って３つの係止溝３１０ｄ−１、３１０ｄ−２、３１０ｄ−３が設けられている。すなわち、ユーザは、いずれの係止溝にストッパピン４１０−４の係止部４１２を係止させるかにより、張出ピン部４１１の張出長を変化させることができる。張出ピン部４１１を最も突出させたいのであれば、最も内側に設けられた係止溝３１０ｄ−１に係止させれば良く、できるだけ突出させたくないのであれば、最も外側に設けられた係止溝３１０ｄ−３に係止させれば良い。このように係止させる位置により、底屈回転の規制角度を選択することができる。
【００５７】
背屈回転についても同様である。嵌挿孔３１０ｅに対して孔軸方向に沿って３つの係止溝３１０ｆ−１、３１０ｆ−２、３１０ｆ−３が設けられている。ユーザは、いずれの係止溝にストッパピン４２０−４の係止部４２２を係止させるかにより、張出ピン部４２１の張出長を変化させることができる。このように係止させる位置により、背屈回転の規制角度を選択することができる。
【００５８】
このような関節機構３００−３の構成であっても、揺動シャフト３２０の揺動に対して一端と他端でストッパピンの張出部と接触させることによって、その揺動範囲を規制することができる。
【００５９】
以上説明した足関節規制器具においては、揺動範囲を規制する規制部材をストッパピンとして説明したが、ストッパピンの形態に限らない。ピン形状でなくても、ブロック部材のようなものであっても構わない。また、以上説明した実施形態では、規制する揺動範囲の両端で比較的大きな衝撃が発生する足関節に装着する足関節規制器具を説明したが、上述のような関節機構は、足関節規制器具に採用するに留まらない。すなわち、一方の骨部の側の身体部位に装着される第１部材と、他方の骨部の側の身体部位に装着される第２部材とを、規制された揺動範囲で揺動可能なように支持する関節機構であれば、どの関節に適用される関節規制器具であっても採用し得る。また、第１部材と第２部材の相対的な回動は、モータ等のアクチュエータによって補助される構成であっても構わない。
【００６０】
以上説明した足関節規制器具の態様について纏める。
装着者の第１の骨部と第２の骨部とを接続する関節の可動する範囲を規制する関節規制器具であって、前記第１の骨部の側の身体部位に装着される第１部材と、前記第２の骨部の側の身体部位に装着される第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とが互いに前記関節の可動方向に沿って揺動可能なように、前記第１部材と前記第２部材とを支持する関節機構とを備え、前記関節機構は、前記第１部材と一体的に設けられたホルダと、先端側に張出部が設けられた、前記ホルダに交換可能に嵌挿される規制部材と、前記第２部材と一体的に揺動し、揺動の一端と他端の少なくとも一方で前記規制部材の前記張出部と接触することにより揺動範囲が規制される揺動部材とを有する関節規制器具。
【符号の説明】
【００６１】
１０  足関節規制器具、１０１、１０２  下腿フレーム、２００  足裏フレーム、２０１  底板、２０２  側板、２１０  カップリング部材、３００、３００−１、３００−１、３００−３  関節機構、３１０  ホルダ、３１０ｃ、３１０ｅ  嵌挿孔、３１０ｄ、３１０ｄ−１、３１０ｄ−２、３１０ｄ−３、３１０ｆ、３１０ｆ−１、３１０ｆ−２、３１０ｆ−３  係止溝、３１０ｇ  ネジ穴、３１５、３１６  ボールプランジャ、３２０、３２０’  揺動シャフト、３２０ｂ、３２０ｃ  打撃面、３２０’ａ、３２０’ｂ、３２０’ｃ  凸部、３４０  カバー、４００、４１０、４１０−１、４１０−２、４１０−３、４２０、４２０−１、４２０−２、４２０−３  ストッパピン、４０１、４０２、４１１、４１１−１、４１１−２、４１１−３、４２１  張出ピン部、４０３  ブリッジ、４０４  固定ネジ、４０４ａ  ネジ部、４１１ａ、４２１ａ  打撃受面、４１２、４２２  係止部、４１３  基軸部、４１４  位置決穴、４１５  つまみ部、４１５ａ  天面、４１６  刻印、９０１  下腿、９０２  足、９０３  足関節
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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