(57)【要約】【課題】実際の足の滑らかな動き及び自然な歩行を良好にシミュレートする義足の提供。【解決手段】２つ又はそれ以上のプラットフォーム（２４、２６、５８）の間に延びて間に１つ又はそれ以上の可撓性ヒンジ（２８、５０、５２）を形成する、ほぼ平面で弾性的に可撓性のフットベッド（２２）の形態の地面係合ベース（２０）を含む義足（１０）。プラットフォームは、つま先プラットフォーム（２４）、中央部分プラットフォーム（２６）及びかかとプラットフォーム（５８）を含む。支持シャンク（３０）は、足の足首領域のほぼ上方に位置決めされるようにプラットフォームの上方に配置される。第１のバネ（３４）は、つま先プラットフォーム（２４）から支持シャンク（３０）まで延びる。第２のバネ（３８，４０）は、支持シャンク（３０）から中央部分プラットフォーム（２６）まで延びる。第３のバネ（４６）は、支持シャンク（３０）からかかとプラットフォーム（５８）まで延びる。【選択図】図１
2007503867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
つま先プラットフォーム、中央部分プラットフォーム、及びかかとプラットフォームを有する地面係合ベースと、
前記つま先プラットフォームと前記中央部分プラットフォームとの間に延びる可撓性ヒンジと、
前記つま先プラットフォームから支持シャンクまで延びる第１のバネと、
前記支持シャンクから前記中央部分プラットフォームまで延びる第２のバネと、
前記支持シャンクから前記かかとプラットフォームまで延びる第３のバネと、
を含むことを特徴とする義足。
【請求項２】
前記プラットフォームが、間隔を置いて配置され、互いにほぼ位置合わせされていることを特徴とする請求項１に記載の義足。
【請求項３】
中央部分プラットフォームとかかとプラットフォームとの間に延びる第２可撓性ヒンジを含むことを特徴とする請求項１に記載の義足。
【請求項４】
前記可撓性ヒンジが、前記プラットフォームの下面の間に延びるフットベッドを含むことを特徴とする請求項３に記載の義足。
【請求項５】
前記フットベッドが弾性的に可撓性であることを特徴とする請求項４に記載の義足。
【請求項６】
前記フットベッドが、ほぼ平面であることを特徴とする請求項４に記載の義足。
【請求項７】
前記支持シャンクが、足の足首領域のほぼ上方に位置決めされるように前記プラットフォームの上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の義足。
【請求項８】
前記第１のバネが、前記支持シャンクの前方部分からつま先プラットフォームまで延びることを特徴とする請求項７に記載の義足。
【請求項９】
前記第２のバネが、前記支持シャンクの後方部分から前記中央部分プラットフォームまで延びることを特徴とする請求項７に記載の義足。
【請求項１０】
前記第３のバネが、前記支持シャンクの前方部分から前記かかとプラットフォームまで延びることを特徴とする請求項７に記載の義足。
【請求項１１】
前記第１、第２及び第３バネが、曲線状板バネを含むことを特徴とする請求項１に記載の義足。
【請求項１２】
前記第２の曲線状板バネは、前記第３の曲線状バネが前記義足に加えられた力に応答して前記第２の曲線状バネの少なくとも部分的長さに沿って進むことができるように、貫通する前記第３の曲線状バネを受け入れるように適合された細長いスロットを含むことを特徴とする請求項１１に記載の義足。
【請求項１３】
前記第２のバネが、前記支持シャンクから一対の中央部分プラットフォームまで延びる一対のバネを含み、各第２のバネが前記第３のバネの反対側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の義足。
【請求項１４】
前記第１の曲線状バネが、２つの端部を定める分岐端部を含み、該端部が横方向に間隔を置いて配置されたつま先プラットフォームに取付けられることを特徴とする請求項１１に記載の義足。
【請求項１５】
前記可撓性ヒンジが、前記プラットフォームの下面の間に延びるほぼ平面で弾性的に可撓性のフットベッドを含み、前記フットベッドが横方向に間隔を置いて配置されたつま先プラットフォームの間にスリットを含むことを特徴とする請求項１４に記載の義足。
【請求項１６】
前記第１のバネが一対のバネを含み、該各バネが前記支持シャンクから一対の横方向に間隔を置いたつま先プラットフォームまで延びることを特徴とする請求項１に記載の義足。
【請求項１７】
前記可撓性ヒンジが、前記プラットフォームの下面の間に延びるほぼ平面で弾性的に可撓性のフットベッドを含み、前記フットベッドが横方向に間隔を置いて配置されたつま先プラットフォームの間にスリットを含むことを特徴とする請求項１６に記載の義足。
【請求項１８】
前記プラットフォームが実質的に剛直であることを特徴とする請求項１に記載の義足。
【請求項１９】
前記中央部分プラットフォームが一体のプラットフォームの前方部分によって形成され、前記かかとプラットフォームが一体のプラットフォームの後方部分によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の義足。
【請求項２０】
ほぼ位置合わせされ間隔を置いて配置されたつま先プラットフォーム、中央部分プラットフォーム及びかかとプラットフォームを有する地面係合ベースと、
前記プラットフォーム間に延びる可撓性ヒンジと、
足の足首領域のほぼ上方に位置決めされるように、前記つま先プラットフォームから前記プラットフォームの上方に配置された支持シャンクまで延びる第１の曲線状バネと、
前記中央部分プラットフォームから前記支持シャンクまで延びる第２の曲線状バネと、
前記かかとプラットフォームから前記支持シャンクまで延びる前記第３の曲線状バネと、
を含むことを特徴とする義足。
【請求項２１】
前記可撓性ヒンジが、前記プラットフォームの下面の間に延びるほぼ平面で弾性的に可撓性のフットベッドを含むことを特徴とする請求項２０に記載の義足。
【請求項２２】
前記第１のバネが、前記支持シャンクの前方部分から前記つま先プラットフォームまで延び、前記第２のバネが、前記支持シャンクの後方部分から前記中央部分プラットフォームまで延び、前記第３のバネが、前記支持シャンクの前方部分から前記かかとプラットフォームまで延びることを特徴とする請求項２０に記載の義足。
【請求項２３】
前記第２の曲線状バネは、前記第３の曲線状バネが前記義足に加えられた力に応答して前記第２の曲線状バネの少なくとも部分的長さに沿って進むことができるように、貫通する前記第３の曲線状バネを受け入れるように適合された細長いスロットを含むことを特徴とする請求項２０に記載の義足。
【請求項２４】
前記第２のバネが、前記支持シャンクから一対の中央部分プラットフォームまで延びる一対のバネを含み、各第２のバネが前記第３のバネの反対側に配置されることを特徴とする請求項２０に記載の義足。
【請求項２５】
前記第１のバネが、２つの端部を定める分岐端部を含み、各端部が横方向に間隔を置いて配置されたつま先プラットフォームに取付けられることを特徴とする請求項２０に記載の義足。
【請求項２６】
前記可撓性ヒンジが、前記プラットフォームの下面の間に延びるほぼ平面で弾性的に可撓性のフットベッドを含み、前記フットベッドが横方向に間隔を置いて配置されたつま先プラットフォームの間にスリットを含むことを特徴とする請求項２５に記載の義足。
【請求項２７】
ほぼ位置合わせされて間隔を置いて配置された第１及び第２のプラットフォームを有し、前記第１のプラットフォームがつま先プラットフォームを定め、前記第２のプラットフォームがその前方部分において中央部分プラットフォームを定め、且つその後方部分においてかかとプラットフォームを定める地面係合ベースと、
前記第１のプラットフォーム及び前記第２のプラットフォームの間に延びる可撓性ヒンジと、
足の足首領域のほぼ上方に位置決めされるように、前記つま先プラットフォームから前記プラットフォームの上方に配置された支持シャンクまで延びる第１の曲線状バネと、
前記中央部分プラットフォームから前記支持シャンクまで延びる第２の曲線状バネと、
前記かかとプラットフォームから前記支持シャンクまで延びる第３の曲線状バネと、
を含むことを特徴とする義足。
【請求項２８】
前記可撓性ヒンジが、前記プラットフォームの下面の間に延びるほぼ平面で弾性的に可撓性のフットベッドを含むことを特徴とする請求項２７に記載の義足。
【請求項２９】
前記第１のバネが、前記支持シャンクの前方部分から前記つま先プラットフォームまで延び、前記第２のバネが、前記支持シャンクの後方部分から中央部分プラットフォームまで延び、且つ前記第３のバネが、前記支持シャンクの前方部分から前記かかとプラットフォームまで延びることを特徴とする請求項２７に記載の義足。
【請求項３０】
前記第２の曲線状バネは、前記第３の曲線状バネが前記義足に加えられた力に応答して前記第２の曲線状バネの少なくとも部分的長さに沿って進むことができるように、貫通する前記第３の曲線状バネを受け入れるように適合された細長いスロットを含むことを特徴とする請求項２７に記載の義足。
【請求項３１】
前記第２のバネが、前記支持シャンクから一対の中央部分プラットフォームまで延びる一対のバネを含み、各第２のバネが前記第３のバネの反対側に配置されることを特徴とする請求項２７に記載の義足。
【請求項３２】
前記第１のバネが、２つの端部を定める分岐端部を含み、各端部が横方向に間隔を置いて配置されたつま先プラットフォームに取付けられることを特徴とする請求項２７に記載の義足。
【請求項３３】
前記可撓性ヒンジが、前記プラットフォームの下面の間に延びるほぼ平面で弾性的に可撓性のフットベッドを含み、前記フットベッドが横方向に間隔を置いて配置されたつま先プラットフォームの間にスリットを含むことを特徴とする請求項３２に記載の義足。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に義足装置に関する。より具体的には、本発明は、自然な足の動きの性能をシミュレートするために、少なくとも１つの可撓性ヒンジ及びバネ構造体を備えた地面係合ベースを有する義足に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの人々が、戦争、事故、又は疾病を含む様々な理由で手足を失った。これらの事例のほとんどにおいて、これらの人々は、毎日の生活で義肢を用いる。補綴の目的は、代替四肢の機能及び自然な感覚をシミュレートする人工四肢を提供することである。
【０００３】
人工四肢並びに特に義足及び義脚は、何世紀にもわたって知られている。最古のものは、おそらく粗製の木製「義足」に類似するものであった。これらの初期の装置は、使用者が通常は松葉杖又は杖の追加補助により立ち歩きを不自然なものにした。次第に人工四肢すなわち義足の設計者は、自然な足の外観及び機能の複製をしようと試みた。機能的及び自然な義足の開発は、材料及び創作力だけに限定されていた。様々なタイプの足及び脚の人工装置は、従来技術において公知である。このような装置は一般には、四肢の背面端部に装置を結合し、身体を支持できるよう地面にまで延長するためのある形態のアタッチメントを含む。通常人工装置は、着用者の正常な動き全体にわたり、特に歩行などで四肢を上げたときに所定の位置に人工装置を保持するように四肢に固定される。
【０００４】
多くの設計が、骨及び筋肉を様々な機械的構成部品と置き換えることによって、足の生体構造を複製し、或いは足の動作をシミュレートしようと試みている。設計者は、幾何学的に自然な解剖学的足首と同様のボール及びソケット足関節を付加することによって、自然な足の動作に厳密に近づけるように試みた。しかしながら、全ての解剖学的足の筋肉、腱及び協働する骨格がなければ、解剖学的タイプの足関節は不安定過ぎて実用的ではない。更にこのような構成の別の課題は、幾つかの関節の複雑性である。摩擦、磨耗及び故障を生じる可動部品及び関節が多数存在する。
【０００５】
他の設計では、足全体をバネのようなエネルギー蓄積要素と置き換えることによって、単に解剖学的複製及び機械的シミュレーションからは根本的に逸脱した。従来技術における様々な義足は、バネ構成部品で設計され、足が地面に置かれるとエネルギーを蓄積してそのエネルギーを放出する傾向にあり、患者の歩行を助けるために再び足が地面から離れると上昇又は前進を与え、使用者を前方に進ませる。
【０００６】
しかしながら従来技術のどの義足も、自然な足の性能及び応答に近づけることに完全には成功しなかった。バネ付勢のかかとを用いないこれら従来技術の義足は、歩行サイクル中に使用者がかかとを地面に置いて足を前に運び始めた後、遅れ又は無感覚状態に陥った。これは、使用者の体重が地面にかかった後につま先部分にバネを付勢する必要があったことに起因する。自然な足の応答及び感覚は、使用者の体重が地面にかかった後以外のタイミングでバネが付勢されない限り達成することはできない。他の従来技術の義足は、かかとにエネルギーを効果的に蓄積するつま先部分のバネとは別のバネ上で作動するバネ付勢のかかと部を用いるが、歩行サイクル中に足を前方に運ぶときにエネルギーを義足のかかと部からつま先部分まで移動させる点で効果的ではなかった。これらの装置は、依然としてつま先部分内にバネを別々に付勢する必要があった。従って使用者は、歩行サイクル中に足を前方に運ぶ際にはっきりと識別する不自然な遅れ又は躊躇に気付き、足に不自然な感覚を与え不規則な歩幅を生じさせた可能性があった。
【０００７】
ワンピース・バネ装置は、バネの設計がかかと内で十分なエネルギーを吸収して蓄積し、次いでそのエネルギーをつま先部分に移動するのに適していなかったので、患者がかかとを地面に置いて前に運び始めた後に遅れ又は無感覚状態に陥り、従って、つま先部分は患者の体重が地面にかかった後に付勢される必要がある。このようなデッドスポット又はフラットスポットは、階段を進むとき又は後方に歩くとき特に顕著になる。多くの場合、義足を装着している使用者は、使用者が降りるときに階段を進むためには、階段の上に義足の少なくとも一部を掛けて、次いでシーソーに類似したてこの方法で階段の上に足を運ぶことになる。
【０００８】
これまでの設計の大半は、義足の主要な態様、すなわち歩行又は走行に関する足首又は足の動きに焦点を当ててきた。使用者が斜面、下り勾配、又は不規則な地形を進むときのつま先の働き或いは足及び足首のあまり目立たない動きを考慮した設計はほとんどなかった。以前の設計の義足は、単一の足と、このような独立した回転移動又は応答ができないつま先プラットフォームとを通常組み込んでいる。従って使用者は、十分な安定性を得るためにつま先又はかかとを下り勾配又は斜面に押し下げて傾斜を進む必要があった。岩などの不規則な地形に直面すると、義足はこのような障害物を進むことができず、多くの場合使用者の膝や腰の緊張或いは過屈曲さえ引き起こしていた。
【０００９】
従って、実際の足の滑らかな動き及び自然な歩行を良好にシミュレートする義足の改良に対する必要性が引き続き存在する。このような義足は、デッドスポット又はフラットスポットがなく滑らかな動きをもたらすはずである。このような義足はまた、不規則な表面、斜面、及び下り勾配に適合するはずである。このような義足は、設計があまり複雑ではなくコストも安価であるはずである。本発明は、これらの必要性を満たし且つ他の関連する利点を提供する。
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、構造が簡単で耐久性があり、更に、足の自然な動き又は歩行をシミュレートするためにデッドスポット又はフラットスポットが無く滑らかな動きを提供する義足に関する。また、本発明の義足により、使用者が階段、傾斜面又は下り勾配面、或いは不規則な面でも歩行することができるようになる。
【００１１】
義足は、つま先プラットフォーム、中央部分プラットフォーム及びかかとプラットフォームを有する地面係合ベースを含む。１つの実施形態では、中央部分プラットフォームは一体のプラットフォームの前方部分によって形成され、かかとプラットフォームは一体のプラットフォームの後方部分によって形成される。第２の実施形態では、プラットフォームは互いに離れて間隔を置いて配置され且つ互いにほぼ位置合わせされる。
【００１２】
可撓性ヒンジが、プラットフォームの間に延びる。可撓性ヒンジは、ほぼ平面で弾性的に可撓性があり、且つ２つ又はそれ以上のプラットフォームの下面の間に延びるフットベッドを含むのが好ましい。
【００１３】
支持シャンクは、足の足首領域のほぼ上方に位置決めされるように、プラットフォームの上方に配置される。第１のバネは、つま先プラットフォームから支持シャンクまで延びる。第２のバネは、支持シャンクから中央部分プラットフォームまで延び、第３のバネは支持シャンクからかかとプラットフォームまで延びる。典型的には、第１のバネ、第２のバネ及び第３のバネは、曲線状板バネを含む。特に好ましい実施形態では、第１のバネ及び第３のバネは、支持シャンクの前方部分からこれらそれぞれのプラットフォームまで延びる。第２のバネは、支持シャンクの後方部分から中央部分プラットフォームまで延びる。
【００１４】
第２のバネは、支持シャンクから一対の中央部分プラットフォームまで延びる一対のバネを含むことができる。この実施形態では、各第２のバネは、第３のバネの反対側上に配置されて、該第３のバネが足に加えられた力に応答してこれらの間を進むことができるようにし、従って可撓性軸線を形成するようになる。或いは、第２の曲線状板バネは、貫通する第３の曲線状バネを受け入れるように適合された細長いスロットを含み、第３のバネがこのような力に応答して第２のバネの少なくとも部分的長さに沿って進むことができるようにし、更に可撓性軸線もまた形成するようになる。
【００１５】
本発明の義足の別の変更形態は、２つの第１のバネの使用を含むことができ、各バネが支持シャンクから一対の横方向に間隔を置いたつま先プラットフォームまで延びる。或いは、第１の曲線状バネは分岐端部を含むことができ、各端部が横方向に間隔を置いて配置されたつま先プラットフォームに取付けられる。このような実施形態では、フットベッドは、横方向に間隔を置いて配置されたつま先プラットフォームの間にスリット含み、つま先プラットフォームの間での移動の自由度を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の他の特徴及び利点は、例証として本発明の原理を示す添付図面を参照しながら以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１７】
添付図面は本発明を例証する。例証の目的で添付図面で示されたように、本発明は、より自然で滑らかな足の動きが得られる設計を有し且つ材料を用いる義足装置に属する。
【００１８】
ここで図１及び図２を参照すると、本発明を実施する義足１０が示されている。当業者には公知のように、義足装置１０は、足と似ているゴムケース１８に入れられて使用者が靴を履くことが可能になり、或いは自然な足の外観を提供するのが好ましい。
【００１９】
地面係合ベース２０は通常、ほぼ平面で弾性的に可撓性のフットベッド２２から構成される。フットベッド２２は、多くの材料から構成することができるが、伝動ベルトなどの材料は十分に耐久性があり、更に本発明によって所望の特性をもたらすことが分かった。しかしながら、あらゆる弾性材料がフットベッド２２を含む本発明により企図される。
【００２０】
図１及び図２で示した実施形態では、第１のプラットフォーム２４は、足のつま先部分内のフットベッド２２に取付けられる。好ましくは、プラットフォーム２４は実質的に剛直である。第２のプラットフォーム２６は、可撓性ヒンジ２８が２つのプラットフォーム２４及び２６の間に形成されるように、第１のプラットフォーム２４から間隔を置いて配置される。第２のプラットフォーム２６は、足の中央部分からかかと部分まで細長く延びる。
【００２１】
支持シャンク３０は、地面係合ベース２０の上方に配置され、足１０の足首領域の上方にあるように位置決めされる。支持シャンク３０は通常、ブロック構成の構造体であるが、このような構成に限定されない。好ましくは、支持シャンク３０は、実質的に剛直で耐久性のある材料から構成される。支持シャンク３０は、四肢係合部材の舌部を取り外し可能に受け入れることになる図示の溝３２などの四肢係合部材（図示せず）に取付ける手段を含む。
【００２２】
第１のバネ３４は、支持シャンク３０の前方部分から第１のつま先プラットフォーム２４にある接続点３６まで下方側に延びる。第２の一対のバネ３８及び４０は、支持シャンク３０の後方端部から第２のプラットフォーム２６の前方端部にある接続点４２及び４４まで互いに平行に延びて、中央部分プラットフォーム領域を形成する。第３のバネ４６は、支持シャンク３０の前方部分から第２のプラットフォーム２６の後方端部にある接続点４８まで延びて、かかとプラットフォーム領域を形成する。第３のバネ４６は、この第３のバネ４６が足１０に加えられた力に応答してバネ３８とバネ４０との間で動くことができるように、第２のバネ３８と４０との間に配置される。バネ３４、３８、４０及び４６は、好ましくは図示のような曲線状板バネである。バネ３４、３８、４０及び４６は、好ましくは炭素複合材積層体から構成されるが、十分な弾性及び耐久性のあるバネ特性を有するチタニウム又は他のどのような適切な材料などの他の材料から構成することもできる。材料に剛性がありすぎると破損が生じるか又は十分に撓むことができないので、数多くの材料を簡単に許容するわけにはいかない。他の材料は、何百ポンドもの荷重を数週間、数ヶ月、及び数年にでもわたって繰り返し支持することはできない。実際に、バネ３４、３８、４０及び４６に用いた材料は、これらの作動ライフサイクル中に何百万回ものこのような力を受けることができる必要がある。
【００２３】
足の正常な歩行は、かかとをつき、外側かかと部分から足全体にわたって足の親指にまで押し出して離し、すなわち回転させながら、歩行中又は走行中にその人の体重を前方の運きに移動させるものであることは良く知られている。本発明の義足１０のバネ構造体は、この自然で滑らかな運動に対応する。第３のバネ４６は、体重が足のかかと部分に載るときに張力がかかる。体重が分配されると、このエネルギーは第２のバネ３８及び４０のセットに移る。最後に、体重が足のつま先部分に移ると、力は第１のバネ３４に加わって移動する。ヒンジ２８は、足の親指に移動する体重に応答して足の腹が枢動するのと類似して、第１のプラットフォーム２４と第２のプラットフォーム２６との間で屈曲することができる。その結果、あらゆるフラットスポット又はデッドスポットが排除され、極めて滑らかで自然な歩行となる。
【００２４】
ここで図３及び図４を参照すると、平面上に立つときなどの静止状態では、義足装置１０は一般に、図３に示すように構成される。しかしながら、歩行又は走行時には力がかかと部分４８に加えられて、かかと部分に加えられる力に応答してバネ４６を撓ませる。かかと４８が持ち上げられると、力は足４２及び４４の中央部分領域に移り、かかとに加えられる力に応答してバネ３８及び４０を撓ませる。バネ３８及びバネ４０は、このような力に抗して押し、足の中央部分領域内においてかかとを上方に持ち上げることによって応答する。これにより、プラットフォーム又はベース２０がヒンジ部分２８で枢動し、つま先部分３６に回転して進む。これは、そのエネルギーを放出させてつま先を前方へ押し、使用者が足１０を地面から離して持ち上げるのを助けるバネ３４を付勢する。当業者であれば、可撓性ベース２０（特にヒンジ部分２８）により、プラットフォーム３６、４２、４４及び４８がこれらの力に応答して自然な足に類似したより滑らかで自然な方法で移動可能となることを認識するであろう。
【００２５】
ここで図５を参照すると、義足１２の別の実施形態が示される。図１及び図２に示した実施形態が単一のヒンジ２８を有しているのに対し、図５の実施形態では、互いにほぼ位置合わせされて好ましくは剛性材料から構成される３つのプラットフォーム、すなわちつま先プラットフォーム５４、中央部分プラットフォーム５６及びかかとプラットフォーム５８の間に延びる弾性的に可撓性のフットベッドによって形成された、２つのヒンジ５０及び５２を有する。第１のバネ６０は、これまでの実施形態と同様に、支持シャンク３０の前方部分からつま先プラットフォーム５４上の接続点６２まで延びる。しかしながら、単一の第２のバネ６４は、支持シャンクの後方部分から中央部分プラットフォームの接続点６６まで延びる。第３のバネ６８は、支持シャンク３０の前方部分からかかとプラットフォーム５８における接続点７０まで延び、更に第２のバネ６４内に形成された細長いスロット７２を貫通して延びる。これにより、第３のバネ６８は足１２に対し、詳細には歩行及び走行並びに同様のものに応答してかかとプラットフォーム５８に対して加えられた力に応答して、少なくとも部分的にスロット７２を縦断するのが可能になる。
【００２６】
ここで図６〜図９を参照すると、平面上に義足１２で立ったときに、足１２は、全体的に図示のように構成される。しかしながら、歩行又は走行時には、力がかかと部分（より詳細にはかかとプラットフォーム５８）に加わり、かかと部分に加えられた力に応答してバネ６８を撓ませるようにする。かかとが持ち上げられると、力は、足の中央部分（詳細には中央部分プラットフォーム５６）に移動し、中央部分に加えられた力に応答してバネ６４を撓ませる。バネ６４及び６８は、このような力に抗して押し、足のかかと及び中央部分領域を上方に持ち上げることによって応答する。これにより、足１２がつま先部分（詳細にはつま先プラットフォーム５４）に回転して進む。これは、そのエネルギーを放出させてつま先を前方へ押し、使用者が足１２を地面から離して持ち上げるのを助けるバネ６０を付勢する。図７に示したように、可撓性ヒンジ５０及び５２により、プラットフォーム５４、５６及び５８がこれらの力に応答して自然な足と類似したより滑らかで自然な方法で移動可能となることに留意されたい。
【００２７】
図８を詳細に参照すると、この選択面では、体重を支えるために前方の右足を平面に置いてしっかりとつけた状態で示されている。義足１２の様々な構成部品の構成は、図６に示したものと同様である。後続の左足１２もまた、前方又は後方に歩いているように示されている。ヒンジ５０及び５２は、プラットフォーム５４〜５８に加えられた力に応答して屈曲する。バネ６０、６４及び６８は、印加される荷重に応答して屈曲し、互いに無関係にこのような力を放出する。従って、バネの過荷重によるデッドスポット又はフラットスポットは存在しない。従来の義足では、後ろ向きに歩くことは、極めて困難且つ不自然であった。しかしながら、本発明の義足を用いると、後ろ向きの歩行動作並びに前向きの歩行動作で滑らかな動きを達成することができる。最初につま先プラットフォーム５４及びバネ６０が付勢され、次いでこの力が中央部分プラットフォーム５６及びバネ６４により移り、最後に、かかとプラットフォーム５８及びバネ６８を介して移るように、単に力が逆になるだけである。プラットフォーム間に延びる弾性的に可撓性のフットベッド２２によって作り出された１つ又はそれ以上のヒンジは、つま先部分に近接した足の母指球において典型的である枢動運動、関節運動をもたらす。当業者であれば、足関節を模倣して設計された聞機構は存在しないことを理解するであろう。バネ６０，６４及び６８は代わりに、本物の足首内部の様々な筋肉、腱及び関節の目的に適合する。
【００２８】
ここで図９を詳細に参照すると、本発明の義足１２が、不規則な面７４上で示されている。可撓性のフットベッド２２により、プラットフォームの間の空間がヒンジ形態で屈曲することが可能になり、プラットフォーム５４〜５８を不規則な面７４に一致させ、従って、義足１２の使用者に安定した支持体を提供する。発明者は、このような不規則な面に一致させることができる従来技術の義足を知らない。
【００２９】
ここで図１０及び図１１を参照すると、上述のように、実際の足の自然な歩行とは、外側かかとの配置、続いて、中央部分、つま先、最終的には足の親指にわたる体重及び力の移動である。従って本発明は、自然な足の小指及び親指を模倣することになる複合つま先プラットフォーム７６及び７８の使用を企図する。図８を参照すると、第１のバネ６０は、各つま先プラットフォーム７６及び７８まで延びる２つの端部８０及び８２を有するように分岐することができる。本発明は更に、つま先プラットフォーム７６及び７８が互いに対して自由に動けるように、弾性的に可撓性のフットベッド２２内に形成されたスリット８４を企図している。しかしながら、このようなスリット８４がなくともつま先プラットフォーム７６及び７８の間の移動はある程度自由であるので、当該スリットは必ずしも必要ではない。
【００３０】
図１１を詳細に参照すると、分岐端部の代わりに、前方バネは、支持シャンク３０からつま先プラットフォーム７６及び７８まで延びる２つの別々のバネ８６及び８８を含むことができ、各つま先プラットフォーム７６又は７８がそれに加えられた力を有するときにこの力を別々のバネ８６又は８８に直接加えるようにする。
【００３１】
本発明は、設計が簡単で軽量且つ製造するのに比較的安価であること点は、当業者であれば理解するであろう。互いに可撓性材料で連結された２つ又はそれ以上のプラットフォームの使用、並びに独立したバネ又はバネのペアを使用することにより、足１０〜１６を極めて滑らかで且つ自然な様態で動かすことが可能になる。本発明の義足１０〜義足１６はまた、使用者が斜面、下り勾配、不規則な面を進み、後ろ向きに歩くのを可能にする。階段の移動は、各々が独立して動作し、且つ他のバネと呼応して伸張及び解放し、義足１０〜１６の滑らかな動きをもたらすバネにおいて、デッドスポット又はフラットスポットが存在しないのではるかに自然なものとなる。同様に義足１０〜１６は、バイクに乗る際により自然な様態で用いることができる。これは、つま先部分をペダルの「つま先ケージ」内に入れることが可能となることで行われる。ベース２０の可撓性及びヒンジ様特性によって、ペダルの周期的動作全体にわたりペダルに加えられた力に応答して、足のつま先部分を撓ませることが可能になる。従来技術の義足は、このような動作が可能でなく、バイクへの乗車が極めて不自然で煩わしいものとなる。
【００３２】
幾つかの実施形態を例証の目的で詳細に説明してきたが、本発明の技術的範囲及び精神から逸脱することなく様々な変更を行うことができる。従って本発明は、添付の請求項以外に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】破線で示した足ケースで覆われた、本発明を具現化する義足の斜視図である。
【図２】図１の義足装置の背面斜視図である。
【図３】静止状態における図２の装具の側面図である。
【図４】歩行時のように力が装具に加えられるときの移動中の装置を示す、図３と同様の側面図である。
【図５】破線で示したケース内の別の義足装置の側面斜視図である。
【図６】静止状態における図５の装具の側面図である。
【図７】図６と同様の側面図であり、歩行時のように力が装具に加えられるときの移動中の装置を図示する。
【図８】前向き又は後ろ向きに歩行するときのその移動を示す、本発明の義足装置の概略図である。
【図９】不規則な面の静止状態での義足装置の概略図である。
【図１０】本発明の義足装置の別の実施形態の側面斜視図である。
【図１１】本発明の義足装置の更に別の実施形態の正面斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  義足
１８  ゴムケース
２０  地面係合ベース
２２  フットベッド
２４  つま先プラットフォーム
２６  中央部分プラットフォーム
２８  可撓性ヒンジ
３０  支持シャンク
３２  溝
３４  第１のバネ
３８  第２のバネ
４６  第３のバネ
４８  かかと
５８  かかとプラットフォーム
７２  細長いスロット
７４  不規則な面
８４  スリット
【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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【図１１】
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【国際調査報告】
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